实训任务单2液位水箱液位PID整定

存在。

2）、固定比例P值（中等大小），改变PI调节器的积分时间常数值Ti，然后观察加阶跃扰动后被调量的输出波形，并记录不同Ti值时的超调量σp。 表二、不同Ti时的超调量σp

积分时间常数Ti 超调量σp 大 中 小 3）、固定I于某一中间值，然后改变P的大小，观察加扰动后被调量输出的动态波形，据此列表记录不同值Ti下的超调量σp。 表三、不同δ值下的σp

比例P 超调量σp 大 中 小 4）、选择合适的P和Ti值，使系统对阶跃输入扰动的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线。此曲线可通过改变设定值（如设定值由50%变为60%）来获得。

3）

比例积分微分调节（PID）控制

1）、在PI调节器控制实验的基础上，再引入适量的微分作用，即把软件界面上设置D参数，然后加上与前面实验幅值完全相等的扰动，记录系统被控制量响应的动态曲线，并与实验（二）PI控制下的曲线相比较，由此可看到微分D对系统性能的影响。

2）、选择合适的P、Ti和Td，使系统的输出响应为一条较满意的过渡过程曲线（阶跃输入可由给定值从50%突变至60%来实现）。

3）、在历史曲线中选择一条较满意的过渡过程曲线进行记录。 4）

用临界比例度法整定调节器的参数

在实现应用中，PID调节器的参数常用下述实验的方法来确定。用临界比例度法去整定PID调节器的参数是既方便又实用的。它的具体做法是：

1）、待系统稳定后，逐步减小调节器的比例度δ（即1/P），并且每当减小一次比例度δ，待被调量回复到平衡状态后，再手动给系统施加一个5%~15%的阶跃扰动，观察被调量变化的动态过程。若被调量为衰减的振荡曲线，则应继续

减小比例度δ，直到输出响应曲线呈现等幅振荡为止。如果响应曲线出现发散振荡，则表示比例度调节得过小，应适当增大，使之出现等幅振荡。图2-3为它的实验方块图。

检测元件 给定量 r (t) e + - 比例度 调节器 执行元件 被控过程 C(t输出量 图2-3、具有比例调节器的闭环系统

2）、在图2-4系统中，当被调量作等幅荡时，此时的比例度δ就是临界比例度，用δk表示之，相应的振荡周期就是临界周期Tk。据此，按下表可确定PID调节器的三个参数δ、Ti和Td。

图2-4、具有周期TK的等幅振荡

表四 、用临界比例度δk整定PID调节器的参数

调节器参数 调节器名称 P PI PID 2δk 2.2δk 1.6δk Tk/1.2 0.5Tk 0.125Tk δk Ti(S) Td(S) 0t C(t)Tk3）、必须指出，表格中给出的参数值是对调节器参数的一个初略设计，因为它是根据大量实验而得出的结论。若要就得更满意的动态过程（例如：在阶跃作用下，被调参量作4：1地衰减振荡），则要在表格给出参数的基础上，对δ、Ti（或Td）作适当调整。

思考题

1）、你是如和整定得到PID参数的？

2）、为什么要强调无扰动切换？

3）、如何实现减小或消除余差？纯比例控制能否消除余差？