临界比例度法整定PID参数
2025年02月07日 16:37:17
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临界比例度法整定PID参数也是一种常用调节器参数整定方法，昌晖仪表在本文对这种方法做详细介绍。
1、临界震荡过程
控制系统在外界干扰作用后，不能恢复到稳定的平衡状态，而出现一种既不衰减，也不发散的等幅振荡过程，这样的过渡过程就称为临界振荡过程，如图1所示。我们在临界比例度法整定中，首先需要得到的就是临界参数，即在临界状态下，被控量y来回振荡一次所用时间，称为临界周期Tk；被调参数处于临界状态时的比例度，称为临界比例度δk。
图1 临界振荡过程示意图
用临界比例度法整定PID参数时，要在纯比例作用下，在控制系统中由大到小的改变调节器的比例度，来诱发出过程控制回路中的等幅振荡，得到如图1所示的临界振荡过程，以得到我们所需要的临界比例度δk和临界周期Tk的数值。然后再根据经验公式，计算出各参时间数的具体数值。
2、临界比例度法整定口诀 临界整定应用多，纯P运转减参数； 等幅振荡出现时，δk值Tk值为临界； 按照公式乘系数，P、I、D序不能错； 静观运行勤调整，细心寻求值。
3、临界比例度法整定步骤云南昌晖仪表制造有限公司结合口诀介绍临界比例度法的整定步骤。①先把积分时间放至微分时间放至零，比例度放至较大的适当值。“纯P转减参数”，就是使控制系统按纯比例作用的方式投入运行。然后慢慢地减少比例度，在外界干扰的作用下，细心观察调节器的输出信号和被调参数的变化情况；如果控制过程的曲线波动是衰减的，则把比例度继续调小，如果控制过程的曲线波动是发散的，则应把比例度调大些，直到曲线波动呈等幅振荡为止，以此得到临界振荡过程，从而得到临界比例度δk和临界周期Tk值。即口诀说的“等幅振荡出现时，δk值Tk值为临界”。 ②“按照公式乘系数”即根据得到的δk和Tk值按表1临界比例度法参数计算公式表，来计算调节器的各参数值。 表1 临界比例度法参数计算公式表
调节规律 比例度δ/% 积分时间Ti/min 微分时间Td/min
P 2δkPI 2.3δk 0.85TkPID 1.78δk 0.5Tk 0.125Tk
③求得具体的数值后，将比例度调在比计算数值大一些的刻度上，然后把积分时间放至计算值上，然后从大到小地调整积分时间，最后把微分时间放至计算值上，从小到大地调整微分时间。这样的调整次序就是口诀中的“PID序不能错”。④最后把比例度减小到计算值上，通过观察曲线，也就是“静观运行勤调整，细心寻求值”。即适当地进行各参数的微调，以达到满意的控制效果。
4、临界比例度法整定PID参数注意事项①临界比例度很小时将近似于位式控制，这时应注意并观察调节阀门的开、关状态，因为调节阀一会全开，一会全关这对生产是不利的，如燃油锅炉熄火可能会导致爆炸事故的发生。这样的场合尽量把比例度调大一点，而且在寻找临界状态时，要格外小心。否则只有改用其他整定方法。 ②工艺对生产参数有严格要求时，如果被调参数出现等幅振荡，可能会影响到生产或安全。这样的对象改用其他的整定方法。 ③有的对象在整定中，可能会遇到系统临界比例度很小，已把比例度调至10%以下了，但还是不出现临界状态，这时，可采取在5%-10%之内选定一个比例度作为δk的参考值，来进行整定。 ④观察临界振荡过程曲线用DCS操作站的显示是很方便的，对于没有使用DCS的场合，可使用的记录曲线。可采取缩小仪表量程，减小无纸记录仪记录间隔，读取多个周期求平均值的方法，如图1中用3Tk来提高临界振荡过程曲线数值的准确性。
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