先进控制作业一

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1、用临界比例度法整定某过程控制系统所得的比例度?k=20%,临界振荡周期Tk=1min，当控制器分别采用比例作用、比例积分作用、比例积分微分作用时，求其最佳整定参数值。 解：由已知条件可知：

根据临界比例度法调节整定数据：

调节规律 P PI PID 其最佳整定参数值有：

(1). 比例控制器

?=2?k =2×20%=40% (2). 比例积分控制器 ?=2.2?k=2.2×20%=44% Ti=0.85Tk=0.85×1=0.85min (3). 比例积分微分控制器 ?=1.76?k=1.7?20%=34% Ti=0.5Tk=0.5?1=0.5min

Td=0.25Ti=0.12Tk=0.125?1=0.125min

2、某温度控制系统，采用4：1衰减曲线法整定控制器参数，得?s=20%，Ts=10分，当控制器分别为比例作用、比例积分作用、比例积分微分作用时，试求其整定参数值。

解：由已知条件可知：

曲线法的调节整定数据：

调节规律 ?(%) P PI PID 其整定参数值有： (1). 比例控制器

?s 1.2?s 0.8?s ?(%) 2?k 2.2?k 1.7?k Ti Td 0.85Tk 0.5Tk 0.125Tk Ti Td 0. 5Ts 0.3 Ts 0.1 Ts 1

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?=?s =20% (2). 比例积分控制器 ?=1.2?s=1.2×20%=24% Ti=0. 5Ts=0. 5×10=5min (3). 比例积分微分控制器 ?=0.8?s=0.8?20%=16% Ti=0.3Ts=0.3?10=3min Td=0.1Ts=0.1?10=1min

3、在某一蒸汽加热器的控制系统中，当电动单元组合控制器的输出从6mA改变到7mA时，温度记录仪的指针从85℃升到87.8℃，从原来的稳定状态达到新的稳定状态。仪表的刻度为50?100℃，并测出?0 =1.2min，T0=2.5min。如采用PI和PID控制规律，试确定出整定参数。 解：由题中的条件知：

输入变化量?x =7mA-6mA=1mA 输出变化量?y=87.8℃-85℃=2.8℃

电动单元控制器采用标准信号0—10mA DC，故有：

根据对象动态特性的三个参数：?0、T0、P0，可根据经验公式对调节器整定参数，当0.2??0/T0?1.5时如下表： 调节规律 P PI PID 其整定参数值有： (1). 比例积分控制器 ?=2.61?0/T0?0.081.2/2.5?0.08=2.6?=107.8%

P0?0/T0?0.6178.6%?(1.2/2.5?0.6) ?(%) Ti Td 0.8T0 0.81T0+0.19?0 0.25Ti Ti=3.3T0=0.8?2.5=2min (2). 比例积分微分控制器 ?=2.61?0/T0?0.081.2/2.5?0.08?2.6??42.8%

P0?0/T0?0.88178.6%?(1.2/2.5?0.88) Ti=0.81T0+0.19?0=2.253min

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