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透視恒溫槽應(yīng)用Z為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為PID控制

更新時(shí)間:2016-05-03      點(diǎn)擊次數(shù):3410
     透視恒溫槽是自帶制冷和加熱的高精度恒溫源, 可在機(jī)內(nèi)水槽進(jìn)行恒溫實(shí)驗(yàn),或通過軟管與其他設(shè)備相連,作為恒溫源配套使用。泛用于石油、化工、電子儀表、物理、化學(xué)、生物工程、醫(yī)藥衛(wèi)生、生命科學(xué)、輕工食品、物性測(cè)試及化學(xué)分析等研究部門,高等院校,企業(yè)質(zhì)檢及生產(chǎn)部門,為用戶工作時(shí)提供一個(gè)冷冷受控,溫度均勻恒定的場(chǎng)源,對(duì)試驗(yàn)樣品或生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行恒定溫度試驗(yàn)或測(cè)試,也可作為直接加熱或制冷和輔助加熱或制冷的熱源或冷源。
    透視恒溫槽外殼采用金屬板,控制箱直接安裝在水箱上。旁邊有冷凝水管進(jìn)出水嘴兩只,水箱內(nèi)采用進(jìn)口水泵作為循環(huán)動(dòng)力,解決了溫水不勻的弊病,使儀器的控溫精度和水的均勻度都能達(dá)到較高的要求。本產(chǎn)品可內(nèi)外循環(huán),用乳膠管將兩只進(jìn)出水管相接就可以用作內(nèi)循環(huán),取下乳膠管將兩只水管分別接于反應(yīng)釜的進(jìn)出水口即可形成外循環(huán),接近控制面板的一只銅制水管為連接在泵上的出水管,另一個(gè)是入水管,連接時(shí)請(qǐng)注意不要接錯(cuò),以免開機(jī)時(shí)水會(huì)倒流。
    在工程實(shí)際中,透視恒溫槽應(yīng)用的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制,簡(jiǎn)稱PID控制,又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史,它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能*掌握,或得不到的數(shù)學(xué)模型時(shí),控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí),系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定,這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)zui為方便。即當(dāng)我們不*了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象﹐或不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí),用PID控制技術(shù)。PID控制,實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差,利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。
    比例(P)控制
    比例控制是一種zui簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady-state error)。
    積分(I)控制
    在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng),如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)(System with Steady-state Error)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分,隨著時(shí)間的增加,積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣,即便誤差很小,積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大,它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小,直到等于零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。
    微分(D)控制
    在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān)系。 自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后(delay)組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時(shí),抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說,在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的,比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”,它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì),這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負(fù)值,從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象,比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。
    在PID參數(shù)進(jìn)行整定時(shí)如果能夠有理論的方法確定PID參數(shù)當(dāng)然是的方法,但是在實(shí)際的應(yīng)用中,更多的是通過湊試法來確定PID的參數(shù)。
    增大比例系數(shù)P一般將加快系統(tǒng)的響應(yīng),在有靜差的情況下有利于減小靜差,但是過大的比例系數(shù)會(huì)使系統(tǒng)有比較大的超調(diào),并產(chǎn)生振蕩,使穩(wěn)定性變壞。
    增大積分時(shí)間I有利于減小超調(diào),減小振蕩,使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加,但是系統(tǒng)靜差消除時(shí)間變長(zhǎng)。
    增大微分時(shí)間D有利于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,使系統(tǒng)超調(diào)量減小,穩(wěn)定性增加,但系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的抑制能力減弱。
    在湊試時(shí),可參考以上參數(shù)對(duì)系統(tǒng)控制過程的影響趨勢(shì),對(duì)參數(shù)調(diào)整實(shí)行先比例、后積分,再微分的整定步驟。
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