大数跨境

看懂ZN4-砍一半不准确

看懂ZN4-砍一半不准确 上海华理自动化系统工程有限公司
2024-11-29
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导读:振荡比例增益2/3获得1/4振荡,1/3获得超调无振荡
01
看懂ZN1-比例有界
看懂ZN2-PID参数分析
看懂ZN3-振荡周期



01
临界比例度

1942年,在著名的论文“自动控制器的最优设置”中,泰勒仪器公司销售工程部的J. G. Ziegler和工程研究部的N. B. Nichols提出了两个形成适当控制器参数的程序,开启了现代PID工程整定之路。Ziegler比Nichols年长几岁,两位传奇工程师1997年同一年离世。Nichols后来还在麻省理工学院从事过伺服控制的研究。为了纪念他,国际自控联合会成立了一个Nichols奖。Nichols的确很N.B.。

ZN整定方法有开环和闭环两种。闭环方法又称为临界比例度方法。分两步:

1. 纯比例投用闭环控制回路,确定稳定极限;

2. 根据公式计算控制器参数。

控制器
Kc
TI

TD

P
0.5Kcu


PI
0.45Kcu
0.833Tu

PID
0.65Kcu
0.5Tu

0.125Tu

由纯比例控制下的等幅振荡曲线,获得临界控制器增益Kcu与临界振荡周期Tu并按上表得到正常工作下的控制器参数。

ZN整定认为将比例增益设置为0.5Kcu可以实现1/4衰减振荡。这个说法其实并不准确。
02
砍一半不准确

当知道KcuZN整定方法把比例增益设置为其0.5倍不能实现1/4衰减振荡。将比例增益设为其0.667倍才能实现。从大时间常数对象、均衡对象和大纯滞后对象看。0.5Kcu能获得差不多1/10的衰减振荡,砍一半不能获得1/4衰减振荡。将比例增益设置为Kcu的2/3,即0.667Kcu才能获得1/4衰减振荡。现在还知道将比例增益设置为Kcu1/3,即0.333Kcu就能获得有超调无振荡的闭环响应。
从下面的试验可以看出,基于数据和经验得到的公式并没有揭示真正的关系,而且这些公式往往关注解决问题本身并不关心理论的准确和完备。所以工业上很多知识都是know-how,背后的理论分析都很少做。






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主要从事工业自动化领域的技术开发、技术服务、技术咨询以及相关技术的工程应用实施等业务。致力于用高科技改造传统流程工业,促进高新科技成果产业化,同时探索科研与生产、市场相结合的有效模式和运行机制,促进石油化工企业信息化、自动化和智能化发展
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