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下面介紹幾種常見的工程整定法。 (1) 擴(kuò)充臨界比例度法 該方法是在模擬PID控制器的臨界比例度法的基礎(chǔ)上擴(kuò)充的，其步驟為： ① 選擇合適的采樣周期T。一般T足夠小，若系統(tǒng)含有純滯后環(huán)節(jié)，可取純滯后時間的十分之一以下。 ② 按所選定的采樣周期T使系統(tǒng)按純比例控制工作(其中TI=∞，TD=0)。從小到大改變比例系數(shù)，直到系統(tǒng)的階躍響應(yīng)持續(xù)4-5次等幅振蕩現(xiàn)象。此時系統(tǒng)已達(dá)到臨界振蕩狀態(tài)。記下這時的比例系數(shù)得到臨界比例度δk=1/KP，并設(shè)從振蕩的第一個頂點到第二個頂點的時間為振蕩周期Tk，如圖1所示。  圖1 臨界比例度法 ③ 控制度。通過上述方法所得到的是模擬調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)，這些參數(shù)對于數(shù)字PID控制器原則上也是適用的。但是對于數(shù)字PID控制，這種方法已得到補充。采用擴(kuò)充臨界比例法時，首先要選定控制度  控制度表明數(shù)字PID控制器的控制效果和模擬PID控制器的控制效果的接近程度。當(dāng)控制度為1.05時，數(shù)字PID和模擬PID的控制效果相當(dāng)?？刂贫葹?.0時，數(shù)字PID的控制效果只及模擬PID的一半。因此，為使數(shù)字PID的控制效果盡可能接近模擬PID，應(yīng)使控制度接近1.05。 控制度的計算：模擬PID的  ，可由記錄儀描繪的曲線圖面積計算，數(shù)字PID的可由計算機直接計算。?、?根據(jù)選定的控制度，并由表1所規(guī)定的控制度查出對應(yīng)的T，及PID參數(shù)。 ?、?按以上所求參數(shù)，整定PID并進(jìn)行運行試驗。先調(diào)比例度(使系統(tǒng)處于最佳狀態(tài))，而后依次加入積分控制和微分控制環(huán)節(jié)，再細(xì)調(diào)積分時間參數(shù)和微分環(huán)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。 值得注意的是某些系統(tǒng)不允許出現(xiàn)等幅振蕩，則不可用此法。 表1 數(shù)字PID擴(kuò)充臨界比例度法整定參數(shù)  (2) 擴(kuò)充響應(yīng)曲線法 如同在模擬控制系統(tǒng)中可用響應(yīng)曲線法代替臨界比例度法一樣，在計算機控制系統(tǒng)中也可以用擴(kuò)充響應(yīng)曲線法代替擴(kuò)充臨界比例度法。用擴(kuò)充響應(yīng)曲線法整定步驟如下： ?、?首先不將數(shù)字控制器接入控制系統(tǒng)，讓系統(tǒng)處于手動操作狀態(tài)下，并使之穩(wěn)定下來。然后突然改變給定值，給對象一個階躍輸入信號。 ?、?用實驗方法測定系統(tǒng)對階躍函數(shù)的響應(yīng)曲線，如圖2所示。 ?、?在響應(yīng)曲線最大斜率處作切線，求出等效的純滯后時間τ和等效的時間常數(shù)Tm及其比值Tm/τ，并選取控制度。 ?、?根據(jù)表2所列經(jīng)驗公式計算參數(shù)KP，TI，TD及采樣周期T。 ?、?根據(jù)計算的參數(shù)整定PID，進(jìn)行試驗運行，使系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。  圖2 擴(kuò)充響應(yīng)曲線法 表2 擴(kuò)充階躍響應(yīng)曲線法整定PID參數(shù)  |
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