第6章 调节系统整定

学习改变命运,知 识创造未来
PID参数的工程整定方法[1]
其中：y（t）—— 输出变化量。
e（t）—— 输入变化量。
Kp —— 比例增益。
δ —— 比例度，它是Kp的倒数。
1-3、积分调节
它依据“偏差是否存在”来动作。
它的输出与偏差对时间的积分成比 例，只有当余差完全消失，积分作用才 停止。其实质就是消除余差。但积分作 用使最大动偏差增大，延长了调
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下面举一个现场整定的例子。在 某塔顶温度调节系统中，被调参数是 塔顶温度，调节参数是回流量。在整 定过程中，考虑到对象滞后较大，反 应较慢的情况，δ的选择从50%开始 凑试起，此时在阶跃作用下（给定值 降低2%）的过渡过程曲线见图7-（a ）。此时调节时间长，不起振荡，于 是将比例度减少，δ=30%、20%、及 10%时的曲线见（b）、（c）、（d） 。显然，20%的情况最好，衰减比接 近 4：1，Ts=10分。
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因此，位式控制的过渡过程必然是一个 持续振荡的过程。如图2所示。
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图2 位式控制的过渡过程
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1-2、比例调节
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（a）
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（b）
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3．PID 参数整定(1) 采样周期T 符合工程准则。

(2) K p / K i / K d调试：试凑法(先比例，后积分，再微分)；扩充临界比例度法；扩充响应曲线法临界比例度法一个调节系统，在阶跃干扰作用下，出现既不发散也不衰减的等幅震荡过程，此过程成为等幅振荡过程，如下图所示。

此时PID 调节器的比例度为临界比例度δk，被调参数的工作周期为为临界周期Tk。

临界比例度法整定PID 参数步骤临界比例度法整定PID 参数具体操作如下：1、被控系统稳定后,把PID 调节器的积分时间放到最大,微分时间放到零(相当于切除了积分和微分作用,只使用比例作用)。

2、通过外界干扰或使PID 调节器设定值作一阶跃变化,观察由此而引起的测量值振荡。

3、从大到小逐步把PID 调节器的比例度减小，看测量值振荡的变化是发散的还是衰减的，如是衰减的则应把比例度继续减小；如是发散的则应把比例度放大。

4、连续重复2和3步骤,直至测量值按恒定幅度和周期发生振荡,即持续4-5 次等幅振荡为止。

此时的比例度示值就是临界比例度δk。

5、从振荡波形图来看,来回振荡1 次的时间就是临界周期Tk, 即从振荡波的第一个波的顶点到第二个波的顶点的时间。

如果有条件用记录仪,就比较好观察了,即可看振荡波幅值,还可看测量值输出曲线的峰-峰距离,把该测量值除以记录纸的走纸速度,就可计算出临界周期Tk; 如果是DCS 控制或使用无纸记录仪，在趋势记录曲线中可直接得出Tk 。

临界比例度法PID 参数整定经验公式调节器参数比例度δ，单位：％积分时间Ti ，单位：min微分时间Td，单位：min 调节规律P2×δk------PI 2.2 ×δk0.85 ×Tk---PD 1.8 ×δk---0.1 ×TkPID 1.7 ×δk0.5 ×Tk0.125 ×Tk6、将计算所得的调节器参数输入调节器后再次运行调节系统，观察过程变化情况。

Hale Waihona Puke 任务和要求保护继电器
高压线路 继电保护
工厂供电
第六章
2010/2 2010/2 10
工厂供电系统的过电流保护
任务和要求
6.1 6.2 6.3
过电流保护的任务和要求 常用的保护继电器 工厂高压线路的继电保护
保护继电器
高压线路 继电保护
工厂供电
6.1 过电流保护的任务和要求
2010/2 2010/2 10
电磁系统的速断电流: 电磁系统的速断电流:指当通入继电器线圈的电流大到整 定值的某个倍数时,未等感应系统动作, 定值的某个倍数时,未等感应系统动作,衔铁右端瞬时被吸 接点立即闭合. 下,接点立即闭合.
Iop.K
Rm = NK
F Rm em = K NK
F + Ffr sp K
调整继电器动作电流的方法有: 调整继电器动作电流的方法有: 改变继电器线圈匝数N 级进调节); 改变继电器线圈匝数 K(级进调节); 调节反作用弹簧的松紧,即调节 平滑调节); 调节反作用弹簧的松紧,即调节Fsp(平滑调节); 调整衔铁与电磁铁之间的气隙长度,即调节 调整衔铁与电磁铁之间的气隙长度,即调节Rm.
灵敏性: 灵敏性:指保护装置对其保护范围内的故障或不正常运 行状态的反映能力. 行状态的反映能力. 保护装置的灵敏性,通常用灵敏系数Ks来衡量. 保护装置的灵敏性,通常用灵敏系数 来衡量. 对于反应故障时参数量增加的保护(如过电流保护): 对于反应故障时参数量增加的保护(如过电流保护):
Ks = 保护区内故障时反应量 的最小值 保护动作的整定值
可靠性:指保护装置该动时不能拒动;不该动时不能 可靠性:指保护装置该动时不能拒动;不该动时不能误 动.
6.2 常用的保护继电器

T13. PID自动控制系统参数整定（化工仪表与自动化，指导教师：卢红梅）实验一：一阶单容上水箱对象特性测试实验实验二：上水箱液位PID整定实验一、实验目的1）、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。

2）、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。

3）、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。

4）、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。

5）、分析分别用P、PI和PID调节时的过程图形曲线。

6）、定性地研究P、PI和PID调节器的参数对系统性能的影响。

二、实验设备THKJ100-1型过程控制实验装置配置：上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、实验连接线。

型参数为串联釜数N三、实验原理实验一原理：阶跃响应测试法是系统在开环运行条件下，待系统稳定后，通过控制器或其他操作器，手动改变对象的输入信号（阶跃信号）。

同时，记录对象的输出数据或阶跃响应曲线，然后根据已给定对象模型的结构形式，对实验数据进行处理，确定模型中各参数。

实验二原理：图13.1单回路上水箱液位控制系统图13.1为单回路上水箱液位控制系统，单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。

本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制上水箱液位等于给定值所要求的高度。

根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用工业智能仪表控制。

当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。

合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。

反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。

因此，当一个单回路系统组成好以后，如何整定好控制器参数是一个很重要的实际问题。

一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。