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結合溫度對象特點來進行溫控器參數(shù)整定

結合溫度對象特點來進行溫控器參數(shù)整定

2016/9/18 10:39:28

  控制算法是溫控器獲得良好控制效果的靈魂!很多人認為精確控溫選用的是PID調節(jié)器,這種說法沒有錯。但您必須要知道:溫控器是PID調節(jié)器,溫控器的控制算法更需要滿足溫度大滯后、無超調、無欠調的要求??販匦Ч?、操作簡單、能適應各種復雜工況、市場占有率高和口碑好的溫控器或調節(jié)器,其先進控制算法必然走在同行前列,這就是歐陸、霍尼韋爾、山武霍尼韋爾、島電、宇電等品牌控制器占據我國中高端市場根本。

人工智能溫控器

1、先認識溫度對象的特點   實踐證明溫度對象的特點是時間常數(shù)大,滯后現(xiàn)象嚴重。反映在控制系統(tǒng)上,就是被控溫度的變化滯后于溫控器的輸出。因為熱量的傳遞是需要一定時間的,溫度上升的快慢與熱容量的大小有關,溫度上升與下降和時間的關系是一個指數(shù)曲線關系。而產生滯后則與熱量的傳遞過程有關,測溫元件也有一定的慣性,這些都會產生滯后現(xiàn)象。由于上述兩個特點,就給溫度控制系統(tǒng)帶來一些困 難,因此要采取一定的措施來克服滯后現(xiàn)象。 2、進行溫控器PID參數(shù)整定   當溫度自動控制系統(tǒng)組成后,對象各通道的靜態(tài)、動態(tài)特性就很難改變了,因此控制過程就取決于PID參數(shù)了。PID參數(shù)整定就是針對特定的控制回路,求取保證控制過程最好的參數(shù)值。由于PID算法的變化層出不窮,當自整定或修改溫控器的參數(shù)時,首先要確定這臺PID溫控器的類型。   對于PID參數(shù)的整定,主要有經驗法、臨界比例度法、衰減曲線法、自整定等。經驗法提供了溫度控制時的參數(shù)湊試范圍,即比例度δ為20%-60%,積分時間TI為3-10min,微分時間TD為0.5-3min。整定時把δ放至50%左右,TI調至6min,TD放至O。調整時先減小δ看變化曲線,再把TI從大往小調,看曲線的變化再進行調整,基本差不多了再加TD。   衡量一個PID控制系統(tǒng)質量的好壞,主要是看在外界干擾產生后,被控量偏離給定值的情況,假如偏離了以后能很快平穩(wěn)地回復到給定值,就認為是好的。溫度控制系統(tǒng)要求控制無超調、無欠調,經典PID算法在大滯后溫度控制中難以獲得理想效果,市場上占有率高的溫控器品牌其產品無一例外都有其獨到的控制算法。 3、溫度控制系統(tǒng)還應重視以下幾點   要想精確控制好溫度,除做好PID參數(shù)的整定工作外,影響精確控制溫度的因素還有很多。應注意以下幾點: (1)溫度系統(tǒng)的控制精度與組成該系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的誤差有很大關系,只要知道了測溫元件、溫度變送器、顯示儀表、調節(jié)儀表、控制系統(tǒng)板卡的精度(或最大允許誤差),是可以用方和根方法來計算控制系統(tǒng)精度的。如果要達到精確控制溫度的目的,在系統(tǒng)設計、選型時就要綜合考慮選擇精度較高的儀表。在實際應用中,組成系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)、各儀表的誤差可能是同方向,也可能是反方向,在同一系統(tǒng)中所有儀表出現(xiàn)同向誤差的可能性極小,故系統(tǒng)的誤差比理論計算的要小些。當溫控器的測量、給定精度校好后,其他誤差對系統(tǒng)影響不是太大,即對閉環(huán)控制主回路的影響不大,這也是閉環(huán)負反饋的優(yōu)點。 (2)不能片面追求儀表的精度,如果工藝允許,適當改變測量儀表及溫控器的量程范圍,也是一種提高控制精度的手段。如溫度變送器量程的選擇,可直接影響到系統(tǒng)的控制精度和顯示的分辨率。 (3)對溫控器的性能要求是,當測量值等于給定值時,控制器的輸出應該能穩(wěn)定在任一輸出值上,溫控器的這種性能稱為控制點。溫控器的輸出穩(wěn)定在任一值時,測量值與給定值之差就叫控制點偏差,控制點偏差就是調節(jié)精度。溫控器積分增益的大小決定著調節(jié)精度的高低,而溫控器的開環(huán)放大倍數(shù)又決定著積分增益的大小。要提高調節(jié)精度,就要認真做好溫控器的校驗工作。 (4)PID工程整定的主要依據是4:1衰減比和各種不同的附加條件。在整定中如果只按衰減比進行整定,是可以得到許多對積分與放大倍數(shù)相配合的數(shù)值,它們都能滿足4:1的衰減比,只有增加另一個附加條件時,才能從許多對數(shù)值中選出一對適合的值,這一對適合的值常稱為“最佳整定值”,但不能理解成一組最好的數(shù)據,因為對于不同的控制系統(tǒng),最佳的必要條件不一定相同。要具體問題作具體分析。如有兩個溫度控制系統(tǒng),一個系統(tǒng)的要求是溫度穩(wěn)定、其偏差不能太大,而另一個系統(tǒng)則要求被控制溫度的數(shù)值恒定,對于這兩個系統(tǒng)一般的整定方法是可以滿足前者要求的,但用相同的整定方法,不一定能得到滿足后者要求的數(shù)據。因此在要求較高時,對溫度控制系統(tǒng)的設計、組合、及PID參數(shù)整定都應引起足夠的重視,否則很難達到預期的效果。

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王靜
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