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什么是控制器调优

为什么必须调优控制器?

我们应该调整控制器,使其能够使控制设备的特性与过程相匹配。因为有了调整,它会对误差做出快速反应系统也会很稳定。控制器调优是为了控制最终控制元素响应错误更改的方式。所以通过改变控制器增益控制器的输入也会改变因此,控制器的输出也会改变。所以这将做最终控制元素的调整来抵消误差但它不会造成任何系统不稳定。因此,通过对控制器进行调整,可以改变反馈控制器的参数以获得合适的输出。

控制器调优必须考虑哪些因素?

如果过程是快的,那么控制器必须调整快,慢或快控制器指的是复位。

过程

  • 在调整模型结构之前,必须定义为一阶、线性等
  • 线性模型总是会有误差,由于非线性电站,也因为它的运行变化。因此,必须在此基础上进行调优,调优应该通过考虑流程中出现错误的机会来完成。因此,如果流程的动态变化,那么控制器将能够处理流程
  • 扰动必须用它们的行为来定义
  • 必须为过程选择测量变量

的控制器

  • 控制结构必须像PI或PID那样定义
  • 调优常数是找出调优参数的最佳值的正确方法
  • 为了得到合适的控制器性能,为了得到合适的被控变量性能,必须选择被控变量的IAE
  • 为了得到正确的操纵变量行为,操纵变量的变化不能超出定义的极限。

控制器调优的需要是什么?应该如何进行调优?

为了改变控制参数,对控制回路进行了调整,参数包括积分增益、导数增益等。为了得到所需的控制响应,所有这些控制参数都进行了调整。如果控制器参数选择不当,则被控制过程输入将不稳定。调优将不同于反复试验,为了确定适当的控制参数,调优将根据流程模型进行。过程或设定值的变化完全取决于应用程序,某些过程不能超出设定值的过程变量。有些工艺应减少达到设定值时所增加的能量。因此,为了获得良好的稳定性,工艺条件和设定值的任何组合都应该是稳定的。

由于流程响应时间的关系,循环调优实际上并不简单,要更改设定值或实现适当的输出需要几分钟或几个小时。某些过程是非线性的,所以在这个过程中,参数可以在良好的负载条件下工作得更好,但在启动或低负载条件下就不一样了,所以这个过程必须根据它进行调整。控制器调优有很多种类型,我们必须根据过程模型来选择调优方法。在选择调优方法时,必须检查环路是可以离线调优还是在线调优,还需要考虑系统的速度。

在进行PID调优时必须考虑哪些因素?

在进行PID控制器整定时,必须控制四个变量

上升时间-系统初始输出达到所需输出90%以上所需要的时间。

过度-初始响应超过设定值的量。

解决时间—系统到达设定值所花费的时间

稳态误差-系统输出与设定值之间的测量差值

为了达到工艺要求,我们必须调整PID控制器中的三个参数

比例项(P)

这是根据误差添加到输出的量,所以比例项的调谐参数是比例增益,比例频带,以及P增益和P频带之间的转换。

积分项(我)

这是根据误差之和加到输出中的量。所以必须调整的参数将是时间常数,逆时间常数,重置率,以及时间和重置率之间的转换。

导数项(D)

它是根据误差变化率从误差中减去的量。导数项所需的调整参数是时间常数和导数增益。

控制器如何手动调优?

我们可以选择手动调优时,系统必须在调优过程中保持在线,手动调优过程。

  • 我们必须将积分增益和导数增益设为零
  • 应该增加比例增益,直到输出回路不稳定为止
  • 为了得到这个值的一半,必须降低比例增益,以便获得四分之一波的衰减
  • 必须增加积分增益来控制偏置,使系统能在适当的时间解算。

如果积分增益增加到非常高,那么它将导致系统不稳定,如果这样,导数增益应该变化,直到系统解决其设定点。

如何进行级联循环调优

级联循环优化

从属控制器调优

闭环调谐方法将从控制器置于自动模式,对于开环方法将其置于手动模式后,应用从控制器的调谐程序。

优化大师

在此调优中,从控制器必须处于CAS模式,主控制器必须处于自动模式,这必须用于闭环调优。在开环方法中,将主控制器置于手动模式。应用主控制器的调优程序。如果从控制器不是按照主控制器的要求运行,那么就不需要做主设置从控制器的设定值,在这种情况下,从控制器需要被固定。

控制器调优的类型有哪些?

开环优化

这种类型的调优是在开环中进行的,与过程隔离,而在做开环测试时,它会干扰过程,所以操作人员在进行开环调优时必须保持警惕。有一些特定类型的开环调优,它们是单脉冲测试和双脉冲测试,这些测试是与软件工具一起完成的。

如果我们正确地进行双脉冲测试,那么工艺变量将达到设定值,测试时间也将缩短。这种优点在单脉冲测试中是看不到的,但它有助于使工艺变量达到正常值,从而有助于防止偏离正常工艺条件。

单脉冲和双脉冲测试

在单脉冲测试中,控制器输出升压,当被测值显示适当的值时,控制器输出恢复原来的值。流程只有在返回步骤后才会达到稳定状态。双脉冲测试是在相反方向进行的双脉冲测试,当第一个脉冲得到正确的响应时,将很快执行第二个脉冲。在这种类型的测试中,我们将获得高于和低于操作设计级别的数据

过程反应曲线技术

这是一种开环调优方法,当阶跃输入应用于系统时,它将作出反应。首先,我们需要手动应用一些控制输出到系统,并应该记录响应曲线。然后我们需要检查死时间,斜率,上升时间的曲线,这些值应该给出P和I, D方程,以便我们可以得到PID项的增益值。

闭环调谐(齐格勒-尼科尔斯法)

第一步是了解控制回路的动态行为。我们应该估计控制器调优参数,为第一步确定的动态特性创建所需的响应。我们应该将控制器与循环中其他元素的个性相匹配。过程的动态特性由比例控制器的增益和回路的振荡周期决定。

在这种方法中,控制器应以低增益自动放置,不应有任何复位或导数。在此之后,增益缓慢增加,当振荡开始时,设定值会有轻微的变化。然后调整增益,使振荡能以恒定的幅度继续。需要注意的是周期和增益,最终增益是在振幅恒定的情况下发生振荡的增益。

试错法

这是一种简单的PID整定方法,可以在系统或控制器上工作时进行。在这种类型中,首先要将积分增益和导数增益设为零,然后增加比例增益,直到系统不稳定为止。因此,在系统振荡时调整积分增益使系统稳定,并调整导数参数以获得合适的速度。

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