程序温控仪中PID参数自整定算法.doc

"程序温控仪中PID参数自整定算法" 在程序温控仪中，PID参数的自整定算法是非常重要的，因为它可以确保温度控制的精度和稳定性。目前，多数程序温控仪没有自整定能力，只能通过人工操作来setting PID参数，这不仅费时费力，还容易出现不良的控制效果。 本文介绍了一种新的PID参数自整定算法，该算法基于极限环法，通过对加热炉控制系统的研究，提出了一个简单、快速、可靠的自整定算法。该算法可以实时调整PID参数，以达到最佳的控制效果。 该算法的原理图如图2所示。当系统开关指向c时，系统进行PID控制；当指向d时，闭环系统产生等幅振荡，然后根据等幅振荡的振幅与周期得出一组PID参数。 通过对加热炉控制系统的研究，发现了等幅振荡的控制作用，可以解控制对象的特性。研究产生等幅振荡的控制信号，可以表示为：u(t)=f(e(t))>0。 Fourier展开式为：u(f)=a0+∑(c.s+b.slnM)a0:㈨)I{=半l8.=号㈨…川=一:号……=【J_…... 取一次谐波，則ⅡI:"I,6I:_二 IM(1 一∞s"I),(/(1):TMtl+詈…m+—=M(1 一c0smI)sinm 设系统开环传递函数为G(s)=Koe 一/(s+TS)，系统达到稳定后，m="G(jco)=一 1/K， 由叠加原理得：)=岛半一…～(I—c+~ogtt)s):r(1)f)_R 一半+M?sin(f+卢) 由于稳定后的温度曲线近似方程为 Y)b+.sin(o~/+),所以， 只要使6:R 一岛导.:.=,,一 0sI得：丘;~/—2--2—COSrotI1.2 振幅 n 和周期 r 的估计找出曲线一周期内的最低点 y 及对应的时间 to和最高点一及对应的时问 t2，最高点和最低点之差为 2a:对应的时间差为 T/2.. {(y 一一,～)r=2(2 一)根据 K 和 r 得出 PID 参数 P=06K,;,=0.5nD=0.12T. 该算法可以实时调整PID参数，以达到最佳的控制效果，并且不需要大量的试验和调整，可以简化程序温控仪的设计和生产过程。