通道特性对控制质量的影响
一般希望控制通道克服扰动的能力要强,动态响应应比扰动通道快
放大倍数、时间常数、滞后时间
一、干扰通道特性对控制质量的影响
扰动通道:干扰经过环节越多,滤波越多,对系统的影响越小,滤波,
放大倍数越大,系统的余差越大、控制质量越差
时间常数
纯滞后时间
在系统设计时,应使扰动作用点位置远离被控量。
二、控制通道特性对控制质量的影响
控制通道:选择可控性良好的变量作为操纵量,克服扰动能力要强,动态响应应比扰动通道快
在选择控制参数时:时间常数小、反应灵敏、纯时延小(尽量不要延迟)的通道作为控制通道。
例如选择优先度:
放大倍数越大,系统的余差越小。
时间常数
时间常数越大:使控制作用变弱,控制质量变坏。合理选择执行器位置;采用前馈或复杂控制。
时间常数越小:控制作用增强,但系统容易振荡。
纯滞后时间,影响较大:带来控制的不及时,动态偏差增大,系统稳定性降低,控制质量变差。(引入微分作用可有效克服。)
动态特性的影响
最大增益、临界频率,可控性指标
产生临界振荡:
- 开环对数幅频特性的振幅比为 1
- 开环对数相频特性的相角为 -180 度
三、一般原则
选择过程控制通道的放大系数要适当大一些;时间常数要适当小一些;纯时延愈小愈好,在有纯时延的情况下,
选择过程扰动通道的放大系数要尽可能小;时间常数要大;扰动引入系统的位置要远离控制过程(即靠近调节阀);容量时延愈大,则有利于控制。
在选择控制通道时,使广义过程特性中的几个时间常数数值错开,减小中间的时间常数,可提高系统的工作频率;减小过渡过程时间和最大偏差等,以提高可控性指标,改善控制质量。
广义过程(包括调节阀和测量变送器)由几个一阶环节组成,在选择控制参数时,应尽量设法把几个时间常数错开,使其中一个时间常数比其他时间常数大得多,同时注意减小第二、第三个时间常数。
四、控制器特性对控制质量的影响
详见:模拟式PID控制器
偏差 = 测量值 - 给定值
输出信号变化量
P
比例度
- 比例作用
越大,余差越小 - 比例作用增大,稳定性变差,容易产生振荡
I
积分时间越短,积分速度越快、积分作用越强。
- 积分作用可以消除余差
- 控制动作缓慢,控制不及时,使得稳定裕度下降
D
微分时间越长,微分作用越强。
- 可以改善控制过程的动态特性
- 对噪声敏感, 过大可能引起高频振荡