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本帖最后由 绿莲花 于 2018-3-4 15:28 编辑
比例度δ变化对调节过程的影响。
比例度越大说明调节作用越弱,必然导致过程曲线变化缓慢。振荡周期长,衰减比较大。如果是纯比例作用,则稳定后余差也大。相反减小比例值相当于加强调节作用,曲线波动快,振荡周期短,衰减比变小,随着比例度δ的减小,曲线振荡逐渐加剧,周期越来越短,衰减比也越来越小。
(2)积分时间TI变化对调节过程的影响
积分作用强弱取决于积分时间TI的大小。TI大,积分作用弱,TI小,积分作用强。曲线振荡逐渐加剧,周期逐渐缩短,余差也越来越小。但TI 过小,由于积分作用太强,造成曲线剧烈振荡,操作不稳;当 TI无限大时,调节器就是个纯比例调节器。
(3)微分时间TD变化对调节过程的影响
微分作用强弱主要看TD的大小,TD越大,微分作用越强,这和积分时间TI刚好相反。微分作用越强,调节作用也越强,其结果使振荡越来越剧烈,周期也越来越短。用微分作用后余差也会有所降低。但是当微分作用的不恰当,TD太大了会引起大幅度的振荡,太小了作用不够明显,对调节质量改善不大,等于零时无微分作用
1 当被调参数偏离给定值产生了偏差,首先根据偏差大小决定阀门的开关程度,对调节对象施加调节作用,使被调参数回到给定值,因为施加的调节作用是和偏差大小成比例的所以叫比例调节。比例作用反应快,没有滞后,具有较快克服干扰影响被调参数的波动的能力,而且能根据偏差的大小增强其能力。这些是比例调节作用的优点。它的缺点是:在调节过程结束后产生余差,影响被调参数最终调节质量。 所以对于要求比较严格的调节系统必须采取相应的办法来消除余差,从而提高调节质量。
2 积分调节的作用
调节器输出的变化量与偏差值随时间的积分成正比的调节规律称为积分调节作用,用I来表示,所以当输入偏差存在时,尽管偏差很小,调节器输出变化率就不会等于零,输出就会一直在变化,而且偏差时间越长,输出变化就越大,直到输入偏差为零时,调节器输出变化速度才等于零,即输出不再变化而稳定下来。这说明积分调节作用在最后达到稳定时必须是偏差等于零。因此积分作用能自动消除余差
3 微分调节器(用D表示)的调节规律,是根据偏差的变化趋势即“偏差变化速度”而动作的,在数学上称为微分作用,微分调节具有超前的作用,因此,微分作用可用于滞后大的调节对象, 炼油厂中一般用在温度调节系统。
说的简单明了就是
P就是越小阀门动作越快
I就是越小阀门动作延时越短
D一般不要调节
在生产自动化系统中,经常将比例、积分、微分三种调节作用结合起来,构成比例积分微分调节,或称PID调节。在其输入输出数学表达式中,有三个特征常数,比例带δ(P)、积分时间TI、微分时间TD,用来表示比例积分微分的调节特性。比例带是比例的倒数,用百分数表示,所以比例带越大,比例越小。
当比例积分微分调节器输入一个阶跃偏差时,调节器输出的调节信号等于比例作用、积分作用、微分作用三部分输出之和。比例作用的输出与偏差的大小成正比;积分作用的输出与偏差的变化速度成正比,输出变化量的大小不仅取决于偏差的大小,而且取决于偏差存在的时间长短,只要有输入偏差存在,输出就一直变化,只有在输入偏差为零时,输出才不再变化,可见积分作用能消除偏差;微分作用的输出与偏差的变化速率成正比,根据偏差变化速度的快慢而进行调节的,这叫做超前作用,只要偏差变化一露头,调节就立即起作用,当偏差没有变化时,微分调节不起作用。 三个特征参数的作用顺序为:当有偏差输入时,微分作用立即动作,使调节器输出突然发生大幅度变化,然后就慢慢下降,比例作用也同时动作,偏差减小,再按照积分作用动作,随着时间的增加,积分作用越来越起主导作用,最后慢慢把偏差消除掉。 举一个给水箱加水的例子,来说明以上关系。
当看到水箱水位低于预想值时,我们的大脑马上想到开大阀门给水箱加水,给水量会很大,如果预见到阀门开得过大,水位难以控制,很快会超过预想值,又会慢慢关小阀门,来控制加水量,这就是微分作用;同时,阀门开大或关小,决定了不同的给水量,水位按照不同的比例上涨,这就是比例作用;不管阀门开打与关小,达到预想水位的时间不同,阀门开度越大,需要时间越短,阀门开度越小,需要时间越长。通常情况下,随着时间的增加,水位慢慢地达到预想值,我们再去关死阀门,但是在关死阀门的过程中,仍然会有给水量,水位会超过预想值。为了更好地控制水位,我们会慢慢关小阀门,逐渐减少给水量,直到水位达到预想值时,阀门正好关死,这需要一定的时间段,阀门关小幅度越小,需要时间越长,反之亦然,这就是积分调节作用。
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