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VCA0.2EBR1流量計的參數的自整定：

在某些應用場合，比如通用儀表行業，系統的工作對象是不確定的，不同的對象就得采用不同的參數值，沒法為用戶設定參數，就引入參數自整定的概念。實質就是在使用時，通過N次測量為新的工作對象尋找一套參數，并記憶下來作為以后工作的依據。具體的整定方法有三種：臨界比例度法、衰減曲線法、經驗法。

VCA0.2EBR1流量計的一些使用情況需要注意：

1、臨界比例度法（Ziegler-Nichols）

1.1  在純比例作用下，逐漸增加增益至產生等副震蕩，根據臨界增益和臨界周期參數得出PID控制器參數，步驟如下：

（1）將純比例控制器接入到閉環控制系統中（設置控制器參數積分時間常數Ti =∞，實際微分時間常數Td =0）。

（2）控制器比例增益K設置為最小，加入階躍擾動（一般是改變控制器的給定值），觀察被調量的階躍響應曲線。

（3）由小到大改變比例增益K，直到閉環系統出現振蕩。

（4）系統出現持續等幅振蕩時，此時的增益為臨界增益（Ku），振蕩周期（波峰間的時間）為臨界周期（Tu）。

（5） 由表1得出PID控制器參數。

1.2  采用臨界比例度法整定時應注意以下幾點：

（1）在采用這種方法獲取等幅振蕩曲線時，應使控制系統工作在線性區，不要使控制閥出現開、關的狀態，否則得到的持續振蕩曲線可能是“極限循環"，從線性系統概念上說系統早已處于發散振蕩了。

（2）由于被控對象特性的不同，按上表求得的控制器參數不一定都能獲得滿意的結果。對于無自平衡特性的對象，用臨界比例度法求得的控制器參數往住使系統響應的衰減率偏大（ψ＞0.75 ）。而對于有自平衡特性的高階等容對象，用此法整定控制器參數時系統響應衰減率大多偏小（ψ＜0.75 ）。為此，上述求得的控制器參數，應針對具體系統在實際運行過程中進行在線校正。

（3） 臨界比例度法適用于臨界振幅不大、振蕩周期較長的過程控制系統，但有些系統從安全性考慮不允許進行穩定邊界試驗，如鍋爐汽包水位控制系統。還有某些時間常數較大的單容對象，用純比例控制時系統始終是穩定的，對于這些系統也是無法用臨界比例度法來進行參數整定的。

（4）只適用于二階以上的高階對象，或一階加純滯后的對象，否則，在純比例控制情況下，系統不會出現等幅振蕩。

1.3  若求出被控對象的靜態放大倍數KP=△y／△u ，則增益乘積KpKu可視為系統的最大開環增益。通常認為Ziegler-Nichols閉環試驗整定法的適用范圍為： 

（1） 當KpKu > 20時，應采用更為復雜的控制算法，以求較好的調節效果。

（2）當KpKu < 2時，應使用一些能補償傳輸遲延的控制策略。

（3）當1.5 <KpKu< 2時，在對控制精度要求不高的場合仍可使用PID控制器，但需要對表1進行修正。在這種情況下，建議采用SMITH預估控制和IMC控制策略。

（4）當KpKu< 1.5時，在對控制精度要求不高的場合仍可使用PI控制器，在這種情況下，微分作用意義不大。

2、衰減曲線法

衰減曲線法與臨界比例度法不同的是，閉環設定值擾動試驗采用衰減振蕩（通常為4:1或10:l），然后利用衰減振蕩的試驗數據，根據經驗公式求取控制器的整定參數。整定步驟如下：

（1）在純比例控制器下，置比例增益K為較小值，并將系統投入運行。

（2）系統穩定后，作設定值階躍擾動，觀察系統的響應，若系統響應衰減太快，則減小比例增益K；反之，應增大比例增益K。直到系統出現如圖1（a）所示的4:1衰減振蕩過程，記下此時的比例增益Ks及和振蕩周期Ts數值。

（3）利用Ks和Ts值，按表2給出的經驗公式，計算出控制器的參數整定值。      

（4）10：1衰減曲線法類似，只是用Tr帶入計算。

采用衰減曲線法必須注意幾點：

（1）加給定干擾不能太大，要根據生產操作要求來定，一般在5%左右，也有例外的情況。

（2）必須在工藝參數穩定的情況下才能加給定干擾，否則得不到正確的整定參數。

（3）對于反應快的系統，如流量、管道壓力和小容量的液位調節等，要得到嚴格的4：1衰減曲線較困難，一般以被調參數來回波動兩次達到穩定，就近似地認為達到4：1衰減過程了。

（4）投運時，先將K放在較小的數值，把Ti減少到整定值，把Td逐步放大到整定值，然后把K拉到整定值（如果在K=整定值的條件下很快地把Td放到整定值，控制器的輸出會劇烈變化）。

3、VCA0.2EBR1流量計的經驗整定法

3.1方法一A

（1）確定比例增益

使PID為純比例調節,輸入設定為系統允許最大值的60%~70%，由0逐漸加大比例增益至系統出現振蕩；再反過來，從此時的比例增益逐漸減小至系統振蕩消失，記錄此時的比例增益，設定PID的比例增益P為當前值的60%~70%。

（2）確定積分時間常數

比例增益P確定后，設定一個較大的積分時間常數Ti的初值，然后逐漸減小Ti至系統出現振蕩，之后在反過來，逐漸加大Ti至系統振蕩消失。記錄此時的Ti，設定PID的積分時間常數Ti為當前值的150%~180%。

（3）確定積分時間常數Td

積分時間常數Td一般不用設定，為0即可。若要設定，與確定 P和Ti的方法相同，取不振蕩時的30%。

（4）系統帶載聯調，再對PID參數進行微調，直至滿足要求。

3.2方法一B

（1）PI調節

（a）純比例作用下，把比例度從較大數值逐漸往下降，至開始產生周期振蕩（測量值以給定值為中心作有規則的振蕩），在產生周期性振蕩的情況下，把此比例度逐漸加寬直至系統充分穩定。

（b）接下來把積分時間逐漸縮短至產生振蕩，此時表示積分時間過短，應把積分時間稍加延長，直至振蕩停止。

（2）PID調節

（a）純比例作用下尋求起振點。

（b）加大微分時間使振蕩停止，接著把比例度調得稍小一些，使振蕩又產生，加大微分時間，使振蕩再停止，來回這樣操作，直至雖加大微分時間，但不能使振蕩停止，求得微分時間的最佳值，此時把比例度調得稍大一些直至振蕩停止。

（c）把積分時間調成和微分時間相同的數值，如果又產生振蕩則加大積分時間直至振蕩停止。

3.3方法二

另一種方法是先從表列范圍內取Ti的某個數值，如果需要微分，則取Td=（1/3~1/4）Ti，然后對δ進行試湊，也能較快地達到要求。實踐證明，在一定范圍內適當地組合δ和Ti的數值，可以得到同樣衰減比的曲線，就是說，δ的減少，可以用增加Ti的辦法來補償，而基本上不影響調節過程的質量。所以，這種情況，先確定Ti、Td再確定δ的順序也是可以的。而且可能更快些。如果曲線仍然不理想，可用Ti、Td再加以適當調整。

3.4方法三

（1）在實際調試中，也可以先大致設定一個經驗值，然后根據調節效果修改。

　　流量系統：P（%）40--100，I（分）0.1--1

　　壓力系統：P（%）30--70，   I（分）0.4--3

       液位系統：P（%）20--80，   I（分）1—5

　　溫度系統：P（%）20--60，   I（分）3--10，D（分）0.5--3

（2）以下整定的口訣：

階躍擾動投閉環，參數整定看曲線；先投比例后積分，最后再把微分加；

理想曲線兩個波，振幅衰減4比1；比例太強要振蕩，積分太強過程長；

動差太大加微分，頻率太快微分降；偏離定值回復慢，積分作用再加強。

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