數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀PID參數(shù)的自整定分析

各種智能型數(shù)字顯示調(diào)節(jié)儀，一般都具有PID參數(shù)自整定功能。儀表在初次使用時，可通過自整定確定系統(tǒng)的最佳P、I、D調(diào)節(jié)參數(shù)，實現(xiàn)理想的調(diào)節(jié)控制。在自整定啟動前，因為系統(tǒng)在不同設(shè)定值下整定的參數(shù)值不完全相同，應(yīng)先將儀表的設(shè)定值設(shè)置在要控制的數(shù)值(如果水電站或是中間值)上。在啟動自整定后，儀表強制系統(tǒng)產(chǎn)生擾動，經(jīng)過2~3個振蕩周期后結(jié)束自整定狀態(tài)。儀表通過檢測系統(tǒng)從超調(diào)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)(測量值與設(shè)定值一致)的過度特性，分析振蕩的周期、幅度及波形來計算儀表的最佳調(diào)節(jié)參數(shù)。理想的調(diào)節(jié)效果是，設(shè)定值應(yīng)與測量值保持一致，可從動態(tài)(設(shè)定值變化或擾動)合穩(wěn)態(tài)(設(shè)定值固定)兩個方面來評價系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)，通過PID參數(shù)自整定，能夠滿足大多數(shù)的系統(tǒng)。不同的系統(tǒng)由于慣性不同，自整定時間有所不同，從幾分鐘到幾小時不等。

在系統(tǒng)投入運行前，我們對調(diào)節(jié)儀進行PID參數(shù)的自整定工作。首先把它的設(shè)定值(SV)調(diào)至工藝常用溫度90℃。儀表提供了一組PID參數(shù)：

比例帶 P=0.1%~999.9%

積分時間 I=1~6000s

微分時間 D=0~3600s

再進入功能彩旦，把P、I、D參數(shù)分別按經(jīng)驗值設(shè)定為：

P=3.0;I=120;D=30;超調(diào)抑制系數(shù) SF=0.4。

完成上述基本參數(shù)設(shè)置，且系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán)，即儀表輸入與傳感器、輸出元件與負載連接完畢通電后，進入功能菜單啟動自整定(AT)。此時AT指示燈在閃爍，在接近設(shè)定值90℃時，儀表的OUT指示燈時亮時滅，表示晶閘管時斷時通，已進入精確溫控階段。自整定結(jié)束后，AT燈滅。此時，可以調(diào)處功能菜單查看系統(tǒng)自整定后的PID參數(shù)值，分別為P=0.6，I=278，D=69，SF=0.4，自整定時間為18min。經(jīng)過自整定后，系統(tǒng)工作相當穩(wěn)定。精度為0.5級的數(shù)顯儀的顯示溫度始終為90℃，調(diào)節(jié)效果相當令人滿意。為比較參數(shù)及自整定時間的不同，我們把儀表的設(shè)定值設(shè)定為45℃，這次自整定的時間為11min。自整定后參數(shù)分別為：

P=0.8;I=558;D=139;SF=0.4。

經(jīng)過自整定后，數(shù)顯儀顯示溫度始終為45℃，調(diào)節(jié)效果同樣令人滿意。