空調系統溫濕度PI控制原理
比例(P)控制
例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差。空調系統溫濕度控制分為,加熱、加濕、制冷、除濕等幾種控制模式。西門子SMART控制器中P值為負值表示正反饋,正值為負反饋
加熱與加濕為負反饋P值為正值,制冷與除濕為正反饋P值為負值。
積分(I)控制
在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統,如果在進入穩態后存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統。為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等于零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態后無穩態誤差。
微分(D)控制
空調系統溫濕度控制方式為PI調節,積分D默認為零
PID控制器參數整定的一般方法:
PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多,概括起來有兩大類:
一理論計算整定法
它主要是依據系統的數學模型,經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算數據未必可以直接用,還必須通過工程實際進行調整和修改;
二工程整定方法
它主要依賴工程經驗,直接在控制系統的試驗中進行,且方法簡單、易于掌握,在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數的工程整定方法,主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。三種方法各有其特點,其共同點都是通過試驗,然后按照工程經驗公式對控制器參數進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數,都需要在實際運行中進行最后調整與完善。
現在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行 PID控制器參數的整定步驟如下:
(1) 首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統工作;
(2) 僅加入比例控制環節,直到系統對輸入的階躍響應出現臨界振蕩,記下這時 的比例放大系數和臨界振蕩周期;
(3) 在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數。
PID參數的設定:是靠經驗及工藝的熟悉,參考測量值跟蹤與設定值曲線,從而調整P、I、D的大小。
書上的常用口訣:
參數整定找最佳,從小到大順序查;
先是比例后積分,最后再把微分加;
曲線振蕩很頻繁,比例度盤要放大;
曲線漂浮繞大灣,比例度盤往小扳;
曲線偏離回復慢,積分時間往下降;
曲線波動周期長,積分時間再加長;
曲線振蕩頻率快,先把微分降下來;
動差大來波動慢。微分時間應加長;
理想曲線兩個波,前高后低4比1;
一看二調多分析,調節質量不會低。
PID參數的設置的大小,一方面是要根據控制對象的具體情況而定;另一方面是經驗。P是解決幅值震蕩,P大了會出現幅值震蕩的幅度大,但震蕩頻率小,系統達到穩定時間長;I是解決動作響應的速度快慢的,I大了響應速度慢,反之則快;D是消除靜態誤差的,一般D設置都比較小,而且對系統影響比較小。
PID參數怎樣調整最佳
(1)整定比例控制
將比例控制作用由小變到大,觀察各次響應,直至得到反應快、超調小的響應曲線。
(2)整定積分環節
若在比例控制下穩態誤差不能滿足要求,需加入積分控制。
先將步驟(1)中選擇的比例系數減小為原來的50~80%,再將積分時間置一個較大值,觀測響應曲線。然后減小積分時間,加大積分作用,并相應調整比例系數,反復試湊至得到較滿意的響應,確定比例和積分的參數。
(3)整定微分環節
若經過步驟(2),PI控制只能消除穩態誤差,而動態過程不能令人滿意,則應加入微分控制,構成PID控制。先置微分時間TD=0,逐漸加大TD,同時相應地改變比例系數和積分時間,反復試湊至獲得滿意的控制效果和PID控制參數。空調系統溫濕度控制為PI調節積分時間默認為零。