通过观测锅炉动态水温度对象在继电反馈下的极限环振荡,对PID参数自整定技术进行了研究。针对对象具有大惯性、大滞后和非线性的特点,在设置继电输出中心点和大幅值继电输出的前提下,采用带滞环的继电反馈振荡方法,研究了对象起振、正弦振荡曲线的在线辨识、非对称正弦振荡曲线处理、PID算法设计和参数整定等具体技术。采用PID+PWM算法进行参数自整定温度控制,实现超调量≤0.50 K、稳态误差≤0.12 K。温度控制继电反馈-数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机倒角机过继电参数的合理选择，整定过程被保持在设定点附近［3］。温度对象是典型的过程对象，积分温度对象是非自衡对象，不可能产生振荡，所以本课题以惯性温度对象进行研究。温度对象具有大惯性、大滞后和非线性的特点，产生振荡比较困难。因此，如何在工作点附近产生稳定的振荡，如何提取振荡信息是值得研究的。本课题通过理论研究和软件仿真，并进行工程实验，本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  努力找出一套具有工程实用价值的继电反馈振荡和参数自整定技术。1继电反馈的理论基础及参数整定思想1．1标准继电反馈基于继电反馈的参数整定控制框图如图1所示，控制系统有测试状态和控制状态两种状态。在测试状态下，利用继电控制的非线性特性使过程响应，通过极限环振荡来测试系统的振荡频率和幅值，进而获得系统的频域信息或近似的模型结构;然后由获得的系统信息根据选定的控制策略求得控制器参数;在控制状态下，采用求得的控制器参数来运行系统。图1基于继电反馈的参数整定控制框图在继电反馈控制下，被控对象只要具有至少－π的相位滞后就可产生临界振荡，这样就可获得临界信息本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  ，然后应用Ziegler－Nichols公式确定PID参数［2］。23温度控制继电反馈参数自整定技术研究《自动化仪表》第37卷第3期2016年3月图4锅炉动态水温度控制系统框带滞环继电反馈振荡技术和振荡曲线辨识3．1对象起振手动设置PID输出一个定值如50%，此即继电输出的中心点M。由于是惯性对象，最终温度会稳定下来。假如此时的温度值就是实际工业对象工艺要求的工作点，把此温度值作为自整定算法的设定值SV，并设定继电输出幅值d和滞环宽度h。由于过程对象的非线性，不同工作点处对象的数学模型是有差异的，所以在工作点附近进行振荡，采用提取出的对象信息计算控制参数就更有针对性。在这里设置一个继电输出中心点是非常重要的。因为大部分PID调节都是单极性0～100%输出，所以继电反馈振荡中输出的极限环也必须是单极性的，即保证继电输出MV=M±d=0～100%。在继电中心点M=50%的情况下，继电幅值的极限值为±50%。由于温度为大惯性对象，继电幅值应设置较大，所以这里设置继电幅值d=±40%。在随后的实际对象振荡中继电幅值也应设置较大。当PV＞SV且偏差绝对值大于滞环宽度时，继电输出A_L=M－d;当PV＜SV且偏差大于滞环宽度时，继电输出翻转跳变为A_H=M+d，从而实现了系统的振荡，温度曲线将在SV线上下翻转振荡。这个过程和在秋千两边有两个人一推一挽让秋千荡起来的道理很相似。和单摆一样，秋千的振荡周期和推挽的力量无关，而和摆线的长度有关。同样继电反馈振荡的周期和广义对象的惯性大小有关，小惯性环节的振荡周期比较短，而大惯性环节的振荡周期将会比较长。质量大的秋千需要较大温度控制继电反馈-数控滚圆机滚弧机张家港电动滚圆机滚弧机倒角机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com