PDF《D炉温控制器》

01 (

2 ) 可 以看 出,炉温设 定值越 高,比例调节 输 出量 越大 , 以适应 不 同炉 温控制 中所 需不 同功率 的要求 , 使比例调节具有一定 的 自校正能力 ] . 设置了强弱 二种 比例作用 , 当温度 变化趋 势是 远 离设 定值 时,增大 控制 量 的变 化 幅度 ;

当温度 变 化趋 势 向设 定值 回归时 , 减 小控 制量 的幅值 .其控 制规则如下 : ① I F e ・ A e I >

0 A N D l e l ≥M T H E N = 一1+KKp e ② I F e ・ A e <

O A N D l e l >

M T H E N U o = 一1+Kp e . t ③I F 【 e 【 <

M T H E N A I ― P I D 控制 以上规 则中:￡为温度设 定值 ;

K为增益 放大 系数 ;

K 为 比例系数 ;

为误差e 的门坎值 .误差 的形式表示 了知识特 征,e 为误 差 的现 时状 态,为本 次误差 与前次误 差 的差值 , 反映 了误差 变化 的快 慢;

e・表明误差 的变化趋势 , e ・ Ae >

0 时误差增 大,反之 则 减小 .

2 .

2 恒温段 的AI ― Pl D控制算法 模拟调节器 的P I D 算式 为e+ 寺+乃詈) + V o (

3 ) 将式(3)积分项 写成 求 和形 式,微分项 写成对应 的 差分形式 , 可得到离散型 的P I D 算式 K 争∑ 争( e n - e ~ - i ) I + (

4 ) L i =1 J 式中 : n 为采样序号 ;

为采样周期 .简化为 K p ・ e o + KI e i + KD ( e = - e

1 ) +

1 (

5 ) i =1 式中:K为比例 系数 ;

K

1 为 积分 系数 , K1 = K ・ ;

go 为微分 系数 , KD = K. ・ K . , K , K . 可视 为独 立的参数 ,不受其他 参数变 化的影响 .离散化处 理后 的式 (

5 ) 可应 用于微 处理 器,与传统模拟P I D 调节器 的作用并 无本质 区别 , 仍无自校正 能力 . 根 据大 功率 电阻炉 的加温 特性 , 以及对 人工操 作经验的总结 , 对式 (

5 ) 各 项作 出人 工智 能的自校 正处理.(1)跟随炉温设定值 而变的 比例调节项 传统 的比例调节项 , 只 能输 出一 个 与偏差本 身成比例 的调节 量,当温 度偏 差为e/c【=时,其输 出调 节 量总是 K. ・ e , 调节终结 必然存 在静差 .实 际上 电 阻炉在低 温和高温时变化 e / c 【 = ,所需 功率是 不相同 的, 选用 的K.值在低温时适用而在高温时则显太慢 , 如在高温 时适用 , 则在低 温时又显过大 , 且 可能发生 周期振荡 .因此 , 在 比例调节项 中, 采用 与炉温设 定值￡和温度偏差量 e 的乘积成 比例的调节输 出量 , = K 一te(6)克服了传统 比例调节 的缺点 , 实现了在大 的控 温领 域 中所需不 同功率 的要求 , 从 而使 比例调节 项对 温度变化具有 了一定 的 自校正 能力 , 改善了控温过程 的跟 随特性 . (

2 ) 限幅积分项 积分 项 的作 用是消除静 差,由于炉 温变 化缓 慢,或中途 改 变炉 温设 定值 , 偏差 的累加 值增 加很 快,易出现 积 分饱 和现 象,造成超调 和长 时间的振 荡 .为此 , 使 积分项 的累加速度与偏差大小相 对应 , 即偏差 越大 , 积分 累加速度 越慢 , 积 分作用减 弱,反之,使积分 累加速 度加快 , 积分作用增 强I

2 J . 构造 函数 e 代替 式(4)第2 项e・e(7)式中:』leoI--Ae为构造 的一个 偏差 函数值 .A为限 幅积分 的设定 值, l e l 越大, 式(

8 ) 的值 越小, 式(

8 ) 的e 越小, 则 积分作用减弱;

l e l 大于A值时则成为不带任何积 分作用 的AI ― P I D控制器 . 限幅积分项 的积分 系数 为K=K(9)将限幅积分调节项 的输 出写为求和形式 K1 , o = K I e i (