MCGS锅炉水温与循环水流量串级PID控制系统仿真+答辩PPT(5)
控制器参数的整定方法很多，归纳起来可分为两大类，理论计算整定法与工程整定法。顾名思义，理论计算整定法是在已知过程的数学模型基础上，依据控制理论，通过理论计算来求取“最佳整定参数”；而工程整定法是根据工程经验，直接在过程控制系统中进行的控制器参数整定方法。由于无论是用解析法或实验法求取的过程数学模型都只能近似反映过程的动态特性，因而理论计算所得到的整定参数值可靠性不够高，在现场使用中还需进行反复调整。相反工程整定法虽未必得到“最佳整定参数”，但由于其不需知道过程的完整数学模型，使用者不需要具备理论计算所必须的控制理论知识，因而简便、实用，易于被工程技术人员所接受并优先使用。
下面将介绍本次设计中在现场调试调节器参数时所采用的一种整定方法，现场经验整定法。这种方法是人们在长期的工程实践中，从各种控制规律对系统控制质量的影响的定性分析中总结出来的一种行之有效，并且得到广泛运用的工程整定方法。
（1）经验法
若将控制系统液位、流量、温度和压力等参数来分类，则属于同一类别的系统，其对象往往比较接近，无论是控制器形式还是所整定的参数均可相互参考。下表为经验法整定参数的参考数据，在此基础上，对调节器的参数作进一步修正。若需加微分作用，微分时间常数按TD=（1/3 ～1/4）TD计算。
表2.1 经验法整定参数
系统 参 数
δ（%） T1(min) TD(min)
（2）临界比例度法
这种整定方法是在闭环情况下进行的。设T1=∞，TD=0，使调节器工作在纯比例情况下，将比例度由大逐渐变小，使系统的输出响应呈现等幅振荡，如图所示。根据临界比例度δs和振荡周期Ts，按表二所列的经验版式，求取调节器的参考参数数值，这种整定方法是以得到4：1衰减为目标。
图2.3 具有周期Ts的等幅振荡图
调节器名称
调节器参数
表2.2 临界比例度法整定调节器参数
（3）衰减曲线法
在闭环系统中，先把调节器设置为纯比例作用，然后把比例度由大逐渐减小，加阶路扰动观察输出响应的衰减过程，直至出现如图所示的4：1衰减过程为止。这时的比例度称为4：1衰减比例度，用δs表示之。相邻两波峰间的距离称4：1衰减周期Ts，运用下表所示的经验公式，就可计算出调节器预整定的参数值。
图2.4 4:1衰减曲线法图
表2.3 衰减曲线法计算公式
2.2.3 串级控制系统的整定方法
在工程实践中，串级控制系统常用的整定方法有以下三种：
（1） 逐步逼近法
所谓逐步逼近法，就是在主回路断开的情况下，按照单回路的整定方法求取副调节器的整定参数，然后将副调节器的参数设置在所求的数值上，使主回路闭合，按单回路整定方法求取主调节器的整定参数。而后，将主调节器参数设在所求得的数值上，再进行整定，求取第二次副调节器的整定参数值，然后再整定主调节器。依此类推，逐步逼近，直至满足质量指标要求为止。
（2） 两步整定法
两步整定法就是第一步整定副调节器参数，第二步整定主调节器参数。
整定的具体步骤为：
1．在工况稳定，主回路闭合，主、副调节器都在纯比例作用条件下，主调节器的比例度置于100%，然后用单回路控制系统的衰减（如4：1）曲线法来整定副回路。记下相应的比例度δ2S和振荡周期T2S。