調(diào)節(jié)器的控制說明
來源:安徽天康(集團(tuán))股份有限公司
2014年02月20日 19:01
調(diào)節(jié)器的控制說明
目前的調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性一般由三種典型調(diào)節(jié)作用組成,它們是比例、積分和微分作用,即P、I、D作用。即使DCS應(yīng)用于電廠以后,PID(規(guī)律)仍然是主要的控制器。
在zui基本的熱工自動控制系統(tǒng)中,自動調(diào)節(jié)器和被控對象組成一個相互作用的閉合回路。在這種系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)器根據(jù)被控量Y與設(shè)定值Z的偏差信號e,而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的規(guī)律動作,從而引起控制機(jī)關(guān)位置m的變化。
1、積分作用(I作用)
積分作用的動態(tài)方程式為m=∫e·dt,從該式可以看出,如果被控量不等于給定值,即e≠0,執(zhí)行機(jī)構(gòu)就不會停止動作,只有在e=0,即偏差消失時,執(zhí)行機(jī)構(gòu)才停止動作,因此,調(diào)節(jié)過程結(jié)束時,被控量必定是無差的。
在調(diào)節(jié)過程中,積分作用也存在著不合理的一面,即如果參數(shù)整定不當(dāng),會使調(diào)節(jié)過程發(fā)生振蕩。
2、微分作用(D作用)
微分作用的動態(tài)方程式是m=de/dt,從上式可以看出,調(diào)節(jié)過程結(jié)束時,偏差e不應(yīng)再不會,de/dt必須等于零,所以控制機(jī)構(gòu)位置不會有變化,這樣就不能適應(yīng)負(fù)荷的變化,因此,僅有微分作用是不能執(zhí)行控制任務(wù)的。
但微分作用的特點(diǎn)是其控制作用與偏差的變化速度成正比。在調(diào)節(jié)過程的開始階段,被控量Y雖然偏離設(shè)定值不大,但如果其變化速度較快,微分作用可以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個較大的位移。也就是說D作用比P、I作用超前,它加強(qiáng)了控制作用,限制了偏差的進(jìn)一步增大,所以微分作用可以有效地減少動態(tài)偏差。
3、比例作用(P作用)
比例作用的動態(tài)方程為m=ke,K稱為比例系數(shù),δ=1/k稱為比例帶。
比例作用的規(guī)律是,偏差e愈大,控制機(jī)關(guān)位移量m也愈大,偏差e的變化速度快,控制機(jī)關(guān)的移動速度也快。
當(dāng)采用P作用調(diào)節(jié)器時,控制機(jī)關(guān)位置m與被控量或相關(guān)變量的數(shù)值之間必然存在著一一對應(yīng)的關(guān)系,因此,在不同負(fù)荷時(即對應(yīng)不同的控制機(jī)關(guān)位置),被控量與設(shè)定值之間的偏差也不同,也就是說,調(diào)節(jié)過程結(jié)束時,被控量總是有偏差的。合適確定比例帶,一般總能使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定,δ越大,對提高穩(wěn)定性愈有利,但調(diào)節(jié)過程速度放慢,靜態(tài)時被控量與設(shè)定值偏差也增大。