PID调节器常见8种自动控制示例讲解.docx

PID调节器常见8种自动控制示例讲解目录1 .反馈控制12 .前馈控制13 .顺序控制24 .比值控制系统35 .串级控制系统36 .超驰控制系统47 .程序控制系统48 .批量控制系统51 .反馈控制反馈控制也称闭环(c1osed-1oop)控制。如同流量及压力控制一样，操作端控制信号的变化经由系统后作为传感器的测量值从检测端返回，这种控制系统称为反馈控制。在自动控制中，反馈控制使用得最广泛，抗外部干扰的能力强，能实现稳定控制。反馈控制中通常会选用傻瓜式模糊调节器或能适应各种复杂工况的人工智能PID调节器。流量传感器2 图1反馈控制示例3 .前馈控制前馈控制常用于热过程或传送装置等过程响应时间长、外部干扰大的情况。前馈控制与上面提到的反馈控制结合使用，在温度发生变化之前检测外部干扰(此时为水的流量变化)，在反馈控制前修正控制信号，所以也称为超前动作。前馈控制通常由单回路调节器和加减法数学运算器构成，选择适合的调节器、整定最佳PID参数和数学运算器系数对提升前馈控制系统控制效果很重要。前馈控制是前馈控制指通过观察情况、收集整理信息、掌握规律、预测趋势。1、前馈控制正确预计未来可能出现的问题，提前采取措施，将可能发生的偏差消除在萌芽状态中，为避免在未来不同发展阶段可能出现的问题而事先采取的措施。前馈控制发生在实际工作开始之前，是未来导向的。2、基于扰动的前馈补偿就是以某种扰动作为前馈控制通路的给定，再将计算得到的补偿值叠加到系统给定中去，基于给定的前馈补偿。为了提高控制系统的响应速度，可以将系统给定经过一个前馈通道，叠加到系统的控制量上，前馈控制基本上都需要加到控制量上，这样才能够体现出前馈控制快速性的特点。3、前馈控制是期望用来防止问题的发生而不是当出现问题时再补救。是这最建议采取的控制类型，因为它能避免预期出现的问题，具有未来导向的作用。反馈控制是最常用的控制形式，也是许多情况下唯一可用使用手段。只有反馈控制能为管理者提供关于计划的效果究竟如何的真实信息，还可以增强员工积极性。4 图2前馈控制示例5 .顺序控制S要在水槽中获得温水，将热水进水阀打开一段时间后关闭，再将冷水进水阀打开一段时间后关闭，虽然温度不那么精确但也可以获得温水。像这样将一系列的ON/OFF操作进行自动化控制称为顺序控制，即“按照事先确定的顺序进行的控制”。该控制既没有目标值也没有修正动作，不受外部干扰。图3顺序控制示例/SzK6 .比值控制系统将多种流体按比例混合时，使用比值控制系统。比值运算的例子请参照流7 量的比值运算示例。8 .串级控制系统利用主调节器和从动调节器将过程变量不同的回路进行组合，将主调节器的输出连接到从动调节器的设定上，这种控制系统称为串级控制系统。串级有一连串过程的意思。作为基本条件，从动调节回路的系统响应比主调节回路快。对于燃料压力的变化等从属端的外部干扰，可以尽早修正。9 图5串级控制示例10 .超驰控制系统超驰控制系统是自动选择多个调节器的输出信号，进而对过程进行控制的方式。如图所示，在确保燃烧器燃料压力最低的同时，在进行流量控制的回路中，自动选择压力调节器和流量调节器中控制输出较大的一个，对调节阀进行控制。该控制回路也称为自动选择(AUTo-se1ector)控制。1112 .程序控制系统程序控制系统（PrOgramContrOD是按照事先确定好的时间计划来改变设定值的控制系统。使用程序设定器或者具有设定变更功能的可编程温控器，主要适用于煨烧炉等设备中。程序设定仪13 图7程序控制示例14 .批量控制系统批量控制系统主要用于装填设备，如将汽油或煤油等装载到油罐车中的装车设备，主要功能是当装填量达到设定值后，自动停止。高性能批处理调节器具备初始速度设定、预先定量设定等功能，批量控制系统通常由带批量控制的流量积算仪完成。初始速度设定：指开始注入时为了避免喷嘴尖端因静电而产生火花，在喷嘴尖端接触液体前，进行小流量注入功能的设定。预先定量设定：指在达到一定量的累积值时，减少充填流量，以防止过度注入的功能的设定。