液位控制器参数整定 一、实验目的 1、了解参数整定的原理及整定基本方法。 2、通过实验了解用临界比例度法进行调节器参数整定的方法。 二、实验原理 在过程控制系统中,对象特性、控制方案、干扰的形式和大小以及控制器参 数共同决定控制系统的质量。控制器参数整定,就是对于一个已经设计并安装就 绪的控制系统, 通过控制器特性和参数(δ 比例度、Ti 积分时间常数、Td 微 分时间常数 )的调整,获得满意的系统静态特性和动态特性的过程。不同的控 制系统,整定的目的、要求是不一样的。通常,将定值控制系统整定成 4:1 衰 减振荡过程; 随动控制系统整定成振荡与不振荡的临界状态。控制器参数整定方 法主要有理论计算法和工程整定方法。 1) 理论计算方法 应用控制原理的方法(微分方程、频率法、根轨迹法、极点配置法等) ,在 已知质量指标和对象特性,通过理论计算方法,计算控制器的最佳参数。 2) 工程整定方法 直接在闭合的实际控制回路中对控制器参数进行整定。常见的工程整定方法 包括:响应曲线法、临界比例度法、衰减曲线法、经验法。 本实验应用经验法和临界比例度法进行液位控制器的参数整定。 三、实验步骤 经验法和临界比例度法是应用较广的参数整定方法。由于液位控制比较简 单,控制器可采用 P 或PI 控制规律,参数整定的具体步骤如下: 1、将总电源打开,泵和调节阀的开关置于“开” ; 2、将液位的设定值置为 15 cm 左右,δ 置为 80%(经验值。液位比例控制的经 验值为 20%~80%) ,Ti 置为 0s; 3、测试: (1) δ 从80%往小变化,用改变设定值的方法,每改变一次δ 相当于施加一 阶跃干扰,直至出现等幅振荡为止,δ k 称为临界比例度,Tk 称为临界 周期。如图: (2) 根据δ k 和Tk ,按表中的经验公式计算δ 和Ti。 y(t) 控制器 类型 Tk 控制器参数 δ ,% 2δ k 1.8δ k 2.2δ k 1.7δ k Ti,min Td,min P PD PI —— —— 0.85Tk 0.5Tk —— 0.1Tk —— 0.13Tk t 4、调整+验证: PID (1) 将δ 放在比计算值大 20%的数值上,Ti 置于计算值, 观察过渡过程曲 线。 (2) 逐步将δ 降至计算数值上,改变液位设定值,观察系统的过渡过程,若 存在问题,按先 P 后I的原则,对