怎样确定控制对象的临界比例度和临界振荡周期

／ 炼油化工自动化 1995年 n 怎样确定控制对象的临界 1— f 比例度和临界振荡周期 (帽 — ooo51 p l f 』 (提要]诙文舟绍了用实验 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 获取对象在工作点附近的近似纯jI|后时问 近似单容时回常敢 r及静 态增益 后，如何求得临界 比捌度 PBu(~)，临界撮蒋周期 r_的方法 ．再用 7-i E g1e~Nichols方法进行谓节 器的喜报整定， 关-调：对l蠹特性参翦疃墨些堡塞堕 堡苎旦塑 型墼 蔑1 Ziegler Nichols法是用得最为广泛的调 节器整定方法。此种方法是把调节器置于纯 比例状态，当逐渐靖小比例度至临界比例度 PB ( )时，使被调参数产生等幅振荡，其振 荡周期为 r_(秒或分)，根据 PB 和 rI可以由 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1确定调节器的整定参数 。 衰 1 Zlegler—Nkhols调节器的 整定参数 调节器 比倒度朋 ， 积分时问J 敷分时间j P 2．OPB． 一 一 PI 2．22朋 。 ／1．2 一 PID 1．67P_8． r．／2．0 r．／8 可是由实验方法来确定临界比倒度 PB 和临界振荡周期f。是比较困难的，它会破坏 系统的正常工作。为此可作如下的简化和改 进。 首先对图 1所示的单 回路调节系统。当 系统稳定在某个工作点上后 ，把调节器切到 手动状态，并使手动输出产生一个增量 Am (输出变化全范 围的一个不大的百分数)，然 后用 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 仪记录被控制量 AC(亦是测量全范 围的一个百分数)，获得如图 2所示的阶跃响 应曲线 用在 faC曲线拐点上作切线的方法， 获得对象的近似纯滞后时闻 和近似单容 时间常数r，并根据AC的稳态值AC 与手动 输出增量 Am获得对象的在工作点上的静态 增益 =AC．／△m。 根据 ／r的值，可由表 2查出 r-／ 和 PB．( )／ 的数据，从而计算出PB。( )和 rI。再由表 1确定比例度PB( )，积分时闯 和微分时间 D。 图 1 系统框 图 图 2 对 象的阶跃响应 曲线 收稿日期。l994—07—11 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4期 炼油化工 自动 23 表 2 由 ／r确定 ／ 和 PB ( )／G t^ r fra PB。／G 0．05 3．92 3．12 0．10 3．85 6．12 0．15 3．78 8．99 0．2O 3．72 11．70 O．25 3．66 14．42 O．30 3．61 16．98 0．35 3．56 1 44 0．40 3．5】 21．80 0．45 3 46 24．08 0．5O 3．42 26．27 0．55 3．38 28．38 O．60 3．34 3n 41 O．65 3．31 32．36 0．70 3．27 34．25 0．75 3．24 36．06 0．80 3．2l 37．81 0．85 3．18 39．50 0．90 3．15 41．13 0．95 3．12 42．70 1．00 3．10 44．21 1．05 3．07 45．67 1．10 3．05 47．08 1．15 3 03 48．45 1．20 3．00 49．76 1．25 2．98 51．03 1．30 2．96 52．26 1．35 2．94 53．45 1．40 2．92 54．60 1．45 2．91 55．71 1．50 2．89 56．78 表 2的来源如下： 假定被控对象为具有纯迟延的单容对 象。由文献[2]可知，当此种对象与纯比例调 节器组成闭环系统时，由对象的纯迟延 rd所 产生的相角 为： 一 一 式中 为等幅振荡的角频率，ru为闭环等 幅振荡周期。 由对象时间常数 r所引起的裙移 ≠为： ~=--arctg(oxc)=--arctg(李) 由 部分所产生的动态增益G 1，由 r部分所产生曲动态增益Gf为 G 一丽1 _[1+(警)2] ⋯ 调节器的增益 G =IO0／PB ，对象的静态增 益G，已如前述。当系统产生等幅振荡时，应 有： G G 1G 一 1 故 PB． 一 lo 。= (2) 式中 X=b--1 。 = I 酉 OOG~ 又 + 一一 即 一 --arctg(譬)一一 — — (3) 一 arctg(孕) ⋯ 由式(1)可得 r 两 一— ； 由式(3)和(4)可得 一 != ! !三 r 陌 一 垫 ~--arctg 两 (4) (5) (6) 令 一0．05，0．1，0．15⋯⋯，1．50。由 式 (5)，(2)，(6)分别求出 ， ( )／ ， ／ ，就可列出表 2。 举例 ： DDZ一Ⅲ型调节器 ，在某个工作点上系统 稳定后，手动操作使输出增加 imA，画出图 2 所示曲线，获得 一40秒，r一72．7秒，稳定 后的对 象输出增加 0．87mA，试确定对象的 临界比例度、临界振荡周期以及调节器韵整 定参数 。 解 Am一 100％ 6-25 △c 一 × l0o Ⅲ 5_ 对象的静态增益为 (下转 第 63万) 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 4期 炼油化工自动化 63 由于功率原因，气路中多处选用双继动 器结构，这里就不再详述。 4 结柬语 调节阀执行机构辅助功能其花样很多． 以上只是几个特例。统计资料证明，随着工厂 规模的扩大和 自动化水平的不断提高 ，因局 部原因造成工厂停车其损失会越来越大。如 果调节系统的总机关——调节阀执行机构其 辅助功能 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 考虑得比较周全，许多事故完 全可以避免或仅在局部发生，成百上千万元 的损失也将会被避免。笔者为某油田天然气 输送总管调节阀设计一套断气源保位系统． 一 个雷雨交加的夜晚气源管线在效外被泥石 砸断，气源断几个小时，由于调节阀处在保位 状态，保住了 3o万吨合成氨厂的正常运行 、 从而挽回了近千万元的停车损失。这项设计 在事故后获公司嘉奖。 事故是生产中最凶恶的敌人，发生事故 诚然是坏事，但是如何从已发生的事故中吸 取教训，从中找出问题或设计的遗漏，使我们 的设计考虑更周全一些，特别是调节阀执行 机构辅助功能的巧考虑 则是需要我们认真 研究的课题，也是以往被忽视的课题。这篇文 章的 目的就是给大家一个提醒，起到一个抛 砖引玉的作用。 (上接第 23页) Gp=筹= =0．87 而 ／r= =。-55 由表 2可查出 f_／ =3．38，PB ( )／G =28．38于是临界比例度 PB 为 P =28．38×0．87：-24．7％ 临界振荡周期 r_为 f_=3．38x40=135．2秒 根据表 1，如调节器取 P 规律，则比例 度 PB=2．22×24．7=54．8 ( )，积分时间 J=135．211．2=112．7秒。如调节器取 PID 规律，则实际比例度为 1．67×24．7=41．2 ( )，实际积分 时间T。为 135．e／z．O一67．6 秒 ，实际微分时间 为 135．a／s=16．9秒。 考虑到 DDZ一Ⅱ型 PID调节器有相互 干扰， 而且该调节器微分时间刻度值 TD、积分时间 刻度值 了1，、实际微分时间 了1 、实际积分时间 之间有如下关系； T，=T0+Tl = 则 = 即( )( )。+(z 一 】 +雾=。 由上式可解得： TⅡ 1—2Td}T 一 1— rd}T 一———1 ■一 当 T 一16．9秒， =67．6秒时，求 出 了1 ／ 一1，于是相互干扰系数 F=1+aT。／ 乃=2，调节器比例度的刻度值应为 41．2×2 =82．4( )，积分时间刻度值应为 67．6／2= 33．8秒 ，微分时间刻度值为 1 6．9×2=33．8 秒 参 考 文 献 】 D．W ．J~ska，Controller Tumng，I'~ndbook of Advanced Pr~ceBs Control s m} and Instrumentation Gulf publishing Company (1987)，PP．142～ 144． 2 (美]F．G欣斯基．过程 控制系统．方祟智译，化学工 业 出版杜 (1982)t第 6～15页 维普资讯 http://www.cqvip.com