Galvenie soļi PID parametru regulēšanai karstās teknes temperatūras kontroles sistēmā ir: pirmkārt, atspējojiet integrālās un atvasinātās darbības; pakāpeniski palielināt proporcionālo pastiprinājumu, līdz sistēma uzrāda nemainīgas -amplitūdas svārstības; reģistrē kritisko pastiprinājumu Ku un svārstību periodu Pu; pēc tam aprēķiniet P, I un D parametrus, izmantojot Cīglera-Nikola empīrisko formulu. Precīza kritiskā stāvokļa identificēšana un atbilstoša kontroliera veida (PI/PID) izvēle ir ļoti svarīga veiksmīgai regulēšanai.
I. Cīglers-Nikolsa kritiskā proporcionālā pastiprinājuma metode (slēgtā-cilpas metode) regulēšanas soļi
Šī metode ir piemērota nodošanai{0}}uz vietas, tai nav nepieciešams precīzs matemātisks modelis, un tā iegūst sistēmas dinamiskos raksturlielumus, izmantojot eksperimentus.
1. darbība: ievadiet tīrās proporcionālās vadības režīmu
Iestatiet PID regulatoru, lai iespējotu tikai proporcionālu darbību:
Integrālais laiks Ti=∞ (vai Ki=0)
Atvasinātais laiks Td=0 (vai Kd=0)
Pārliecinieties, ka sistēma ir automātiskās vadības režīmā ar iestatīto punktu (SV) tuvu pašreizējai temperatūrai (PV).
2. solis: pakāpeniski palieliniet proporcionālo pieaugumu Kp
Sāciet ar nelielu Kp vērtību (piemēram, 0,5) un pakāpeniski palieliniet to.
Vērojiet temperatūras reakcijas līkni, līdz sistēmas izvade uzrāda nepārtrauktas, stabilas, nemainīgas -amplitūdas svārstības (ti, kritiskas svārstības).
Reģistrējiet proporcionālo pastiprinājumu šajā punktā kā kritisko pastiprinājumu Ku un laika intervālu starp divām blakus esošām virsotnēm kā kritisko svārstību periodu Pu.
Padoms. Ja sistēma nevar sasniegt nemainīgas -amplitūdas svārstības, minimālo proporcionālo pastiprinājumu var izmantot kā tuvinājumu Ku skaņošanas laikā.
3. darbība. Aprēķiniet PID parametrus, pamatojoties uz kontroliera tipu
Aprēķiniet galīgos parametrus, izmantojot Cīglera{0}}Nikola empīrisko formulu:
|
Kontrollera tips |
Proporcionālais pieaugums Kp |
Integrālais laiks Ti |
Atvasinātais laiks Td |
|
P |
0,5 × Ku |
- |
- |
|
PI |
0,45 × Ku |
Pu / 1.2 |
- |
|
PID |
0,6 × Ku |
0,5 × Pu |
0,125 × Pu |
Piezīme. Karstās skrejceļa sistēmām ir ieteicams izmantot PID regulatoru, jo tas līdzsvaro reakcijas ātrumu un stabila stāvokļa precizitāti. 4. darbība. Sāciet darbību un{3}}noregulējiet to
Ievadiet aprēķinātos parametrus kontrollerī un pārslēdzieties uz automātisko režīmu.
Ievērojiet sistēmas reakciju:
Ja pārsniegums ir pārāk liels, attiecīgi samaziniet Kp vai pagariniet Ti;
Ja reakcija ir pārāk lēna, palieliniet Kp vai saīsiniet Ti;
Atvasinātais termins Kd tiek izmantots, lai novērstu pārsniegumu, taču tas ir jutīgs pret troksni un ir rūpīgi jāpielāgo.
II. Galvenie apsvērumi praktiskajā lietošanā
1. Pārliecinieties, ka sistēma var izturēt kritiskās svārstības
Šī metode prasa, lai sistēma piedzīvo pastāvīgas -amplitūdas svārstības ekspluatācijas uzsākšanas laikā, un tā nav piemērota gadījumiem, kad lielas temperatūras svārstības procesā ir stingri aizliegtas.
Ja rodas bažas par materiālu vai veidņu bojājumiem, tā vietā var izmantot sabrukšanas līknes metodi (piemēram, 4:1 sabrukšanas svārstības).
2. Izvairieties no Integral Windup
Kad temperatūra tuvojas iestatītajai vērtībai, integrālais termiņš var turpināt uzkrāties, izraisot nopietnu pārsniegumu.
Risinājums: iespējojiet anti-integrāļa piesātinājuma mehānismu, uzkrājot integrāli tikai tad, ja izvade nesasniedz ierobežojumu.
3. Pakāpeniska regulēšana (apkure pret izotermisko)
Sildīšanas stadija: var izmantot lielāku Kp, lai paātrinātu reakciju;
Izotermiskais posms: pārejiet uz mazāku Kp + garāku Ti, lai izvairītos no svārstībām;
Segmentētu PID vadību var ieviest, izmantojot PLC programmu.
4. Verifikācijas un optimizācijas rīki
Izmantojiet Furjē transformāciju (FFT), lai analizētu temperatūras datu spektru, lai pārliecinātos, vai dominējošā frekvence ir efektīvi nomākta.
Izmantojiet tādus rīkus kā MATLAB vai MWORKS simulācijas verifikācijai, lai samazinātu{0}}izmēģinājumu un kļūdu izmaksas vietnē.
