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空調(diào)系統(tǒng)溫濕度PI控制原理

分享 發(fā)布時間:2019/11/25

空調(diào)系統(tǒng)溫濕度PI控制原理

比例(P)控制
    
例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。空調(diào)系統(tǒng)溫濕度控制分為,加熱、加濕、制冷、除濕等幾種控制模式。西門子SMART控制器中P值為負(fù)值表示正反饋,正值為負(fù)反饋

加熱與加濕為負(fù)反饋P值為正值,制冷與除濕為正反饋P值為負(fù)值。
積分(I)控制
   
在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng),如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小,直到等于零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。
微分(D)控制

空調(diào)系統(tǒng)溫濕度控制方式為PI調(diào)節(jié),積分D默認(rèn)為零
 PID
控制器參數(shù)整定的一般方法:
    PID
控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多,概括起來有兩大類:
一理論計算整定法

它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用,還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改;
二工程整定方法

它主要依賴工程經(jīng)驗,直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行,且方法簡單、易于掌握,在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整定方法,主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點,其共同點都是通過試驗,然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù),都需要在實際運行中進行最后調(diào)整與完善。
現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下:

(1) 首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作;

(2) 僅加入比例控制環(huán)節(jié),直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩,記下這時   的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期;

(3)  在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。
    PID
參數(shù)的設(shè)定:是靠經(jīng)驗及工藝的熟悉,參考測量值跟蹤與設(shè)定值曲線,從而調(diào)整P、ID的大小。
書上的常用口訣:
參數(shù)整定找最佳,從小到大順序查;
先是比例后積分,最后再把微分加;
曲線振蕩很頻繁,比例度盤要放大;
曲線漂浮繞大灣,比例度盤往小扳;
曲線偏離回復(fù)慢,積分時間往下降;
曲線波動周期長,積分時間再加長;
曲線振蕩頻率快,先把微分降下來;
動差大來波動慢。微分時間應(yīng)加長;
理想曲線兩個波,前高后低41;
一看二調(diào)多分析,調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低。
    PID
參數(shù)的設(shè)置的大小,一方面是要根據(jù)控制對象的具體情況而定;另一方面是經(jīng)驗。P是解決幅值震蕩,P大了會出現(xiàn)幅值震蕩的幅度大,但震蕩頻率小,系統(tǒng)達到穩(wěn)定時間長;I是解決動作響應(yīng)的速度快慢的,I大了響應(yīng)速度慢,反之則快;D是消除靜態(tài)誤差的,一般D設(shè)置都比較小,而且對系統(tǒng)影響比較小。

PID參數(shù)怎樣調(diào)整最佳
1)整定比例控制
將比例控制作用由小變到大,觀察各次響應(yīng),直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。
2)整定積分環(huán)節(jié)
   
若在比例控制下穩(wěn)態(tài)誤差不能滿足要求,需加入積分控制。
先將步驟(1)中選擇的比例系數(shù)減小為原來的5080%,再將積分時間置一個較大值,觀測響應(yīng)曲線。然后減小積分時間,加大積分作用,并相應(yīng)調(diào)整比例系數(shù),反復(fù)試湊至得到較滿意的響應(yīng),確定比例和積分的參數(shù)。
3)整定微分環(huán)節(jié)
   
若經(jīng)過步驟(2),PI控制只能消除穩(wěn)態(tài)誤差,而動態(tài)過程不能令人滿意,則應(yīng)加入微分控制,構(gòu)成PID控制。先置微分時間TD=0,逐漸加大TD,同時相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時間,反復(fù)試湊至獲得滿意的控制效果和PID控制參數(shù)。空調(diào)系統(tǒng)溫濕度控制為PI調(diào)節(jié)積分時間默認(rèn)為零。


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