05.散热器实验台的控制系统2重点.ppt

* 5. 其他单回路闭环控制调节方法 神经元方法 根据历史过程的经验预测将来变化的方法 训练过程：根据历史运行数据，自动修正内部参数 预测过程：利用训练好的神经元网络，预测合适的输出值 * 5. 其他单回路闭环控制调节方法 控制论方法 清楚了解被控对象的详细结构，写出开环控制数学模型，根据经典控制理论，设计闭环调节器的方法 建筑环境控制的数学模型很难准确得到，使得控制论方法在实际工程中很难直接应用 作为基础理论，对于解释现象，开发新的控制算法，有指导意义 * 6. 大作业 设计采暖散热器性能实验台的控制调节算法 实验小室的温度控制：20±0.1℃ 供水精调加热器的控制： 水温：50±0.1℃， 70±0.1℃， 90±0.1℃ 预加热水箱的控制 各参数稳定处于要求工况30分钟为达到稳定 控制参数需要适用于不同型号散热器及三种实验工况 为了简化设计，冷机常开，调加热器控小室温度 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 目录 第1章 绪论 恒温水箱通断控制实验 第2章 恒温水箱通断控制 第1次讨论课：恒温水箱通断控制 第3章整体式恒温恒湿机组的控制 第2次讨论课：整体式恒温恒湿机组的控制 第4章 散热器实验台的控制1、2 第3次讨论课： 散热器实验台的控制 第5章 空调系统的控制调节1 、2 第4次讨论课：空调系统的控制调节 第6章 冷热源与水系统的控制1 、2 第7章 通信网络技术 第8章 建筑自动化系统 第5次讨论课：动手操作 第4章 散热器实验台的控制系统 * 主要内容 采暖散热器性能实验台介绍 单回路闭环调节的相关概念 比例调节器的调节特性 PID调节器的调节特性 PID调节的实际工程中的问题 其他单回路闭环调节过程 * 3.PID调节器 PID基本概念 Proportional（比例） Integral（积分） Derivative（微分） * 3.1 积分调节 积分调节的输出正比于历史上的偏差的积分 开始时，虽然偏差大，但积分时间短，输出量小 达到设定值时，虽然没有偏差，由于历史上存在偏差，仍然有输出 ：积分放大系数，W/(k.s) 调节缓慢 可消除静差 * 3.1 积分调节 三阶系统的积分放大系数的影响 * 3.1 积分调节 典型积分控制例：调节阀门开度控制水流量 积分调节用于控制混水温度 混合水从混水阀流动到温度传感器的时间延迟， 可能造成振荡 * 3.1 积分调节 比例、积分调节共同使用时 开始时，偏差大，比例输出大，虽然积分输出小，总输出大 达到设定值时，虽然比例输出为0，仍然有积分输出 比例积分调节的拉氏变换 ：积分时间，s 调节快 消除静差 * 3.1 积分调节 二阶系统的PI调节 * 3.2 微分调节 微分调节的输出为偏差的一阶微分与一个负常数的乘积 微分调节的特性 加快调节速度，更快地达到设定值 抑制外界干扰 减少时滞带来的影响 式中无tset, 不能使系统达到设定值 ：微分系数，W/(k/s) * 3.2 微分调节 比例、微分调节 二阶系统的比例微分调节 ：微分时间，s 拉氏变换： * 3.2 微分调节 二阶系统的比例微分调节 s=0时，稳定解为 比例微分调节不能消除静差 s的一次项增加了TD项，ξ 变为 产生振荡的可能减小、衰减速度增加、超调量减小 * 3.2 微分调节 二阶系统的比例微分调节 * 3.3 PID调节器 PID调节器的输出 * 3.3 PID调节器 不同的PID参数，可以是系统处 阻尼、欠阻尼、发散状态 * 3.3 PID调节器 PID参数的整定 确定适用于被控系统的PID参数的过程 PID参数整定的一般原则 在输出不振荡时，增大比例系数K。 在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti。 在输出不振荡时，增大微分时间常数Td。 * 3.3 PID调节器 PID参数整定的方法 尝试法 比例系数K： 先令Ti=0、Td=0，输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例系数，直至系统出现振荡；再反过来，逐渐减小比例系数，直至系统振荡消失，设定比例系数为当前值的60%~70% 积分时间Ti：同比例系数的调节过程，取不使系统振荡时的值的150%~180% 微分时间Td：同比例系数的调节过程，取不使系统振荡时的值的30%；很多情况下，可以不使用微分调节，即令Td=0 * 3.3 PID调节器 PID参数整定的方法 飞升曲线法（以散热器实验台小室控制为例） 开加热器，投入1kW热量，得到升温曲线 找到二阶导数为0的拐点 过拐点作升温曲线的切线，得到与稳定温度线、初始温度线的交点 交点对应的两个时间分别代表纯失滞τ和当