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什么是調節器臨界比例度整定法閉環振蕩法

臨界比例度整定法又稱為“閉環振蕩法”,它的特點是不需要求得控制對的特性,而直接在閉合的控制系統中進行整定,臨界比例度整定法常用于有自衡的被控對象。但在某些生產過程中不允許振蕩的場合,該整定法就不適用了。 

1、按以下操作得到臨界比例度和臨界周期,再進行整定
①被控系統穩定后,把PID調節器的積分時間放到最大,微分時間放到零,相當于切除了積分和微分作用,只使用比例作用。
②通過外界干擾或使控制器設定值作一階躍變化,觀察由此而引起的測量值振蕩。
③從大到小的,逐步把調節器的比例度減小,看測量值振蕩的變化是發散的還是衰減的?如是衰減的則應把比例度繼續減;如是發散的則應把比例度放大。
④連續重復②、③步,直至測量值按恒定幅度和周期發生振蕩,即持續4-5次等幅振蕩為止。此時的比例度示值就是臨界比例度。
⑤從振蕩波形圖來看,來回振蕩一次的時間就是臨界周期,即從振蕩波的第一個頂點到第二個波的頂點的時間。如果有條件用記錄儀,就比較好觀察了,即可看振蕩波幅值,還可看測量值輸出曲線的峰一峰距離,把該測量值除以記錄紙的走紙速度,就可計算出臨界周期。得到了臨界比例度和臨界周期后,就可根據經驗公式求出調節器的P、I、D參數進行整定了。經驗公式及整定方法許多書上都有介紹,不再贅述。 
調節系統等幅振蕩  
調節系統等幅振蕩

2、臨界比例度整定法的相關知識
所謂比例度就是使調節器輸出變化全范圍時,輸人偏差改變了滿量程的百分數。比例度與調節器放大倍數的倒數成比例,即控調節器制器的比例度示值越小,它的放大倍數就越大,它把偏差放大的能力越大,反之亦然。知道了以上關系,用臨界比例度整定法時,比例度如何調整就清楚了,變化的頻度以持續4-5次等幅振蕩即可;變化的幅度當然是越大越好觀察,但有個前提是不能超過工藝允許的最大偏差。

控制系統中當系統的輸入為階躍變化時,系統的過渡過程大多表現形式為振蕩過程,如發散振蕩、等幅振蕩、衰減振蕩等。大多數情況下都希望得到4:1衰減振蕩過渡過程。等幅振蕩實質還是屬于1:1的衰減振蕩過渡過程。系統產生等幅振蕩并能穩定保持,不出現不衰減或發散的振蕩時,即可判斷已達到了臨界振蕩。而產生等幅振蕩的條件與電子振蕩電路的原理是一樣的,即開環條件下相位差為180°,幅值比等于1是產生等幅振蕩過程的條件,也是過程穩定與否的臨界條件。
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