扩充临界比例度法及其参数计算方法

在外界扰动作用下，自动控制系统出现一种既不衰减又不发散的等幅振荡过程，叫临界状态或临界过程，如图5-17所示。处于临界状态时调节器的比例度和被控量的振荡周期，分别叫做临界比例带δ_K和临界周期T_K。

扩充临界比例度法是先求出临界比例带δ_K和临界周期T_K，然后按表5-4中的计算式，求出调节器各参数。整定参数步骤如下：

1）放置T_I=∞，T_D=0，在比例度δ适当值时，系统投入运行，然后逐步减少δ值。在外界扰动作用下，观察调节器输出信号和被控制量的变化，寻求临界状态。

2）根据临界状态时的调节器参数δ_K和T_K，按表5-4计算δ、T_I和T_D的值。

图5-17 临界振荡过程曲线

3）将比例度δ调至计算值上，观察过渡过程曲线，适当调整T_I和T_D，获得满意曲线为止。

表5-4 临界比例度法调节器参数计算表(www.xing528.com)

采用此方法对应注意以下几点：

1）在寻求临界状态时，应格外小心。当比例度小于临界值δ_K时，会出现发散振荡，可能会使被控量超出工艺要求的范围，造成不应有的损失。

2）对于工艺上约束严格，不允许等幅振荡的场合，不宜采用这种法。

3）当比例度过小时，纯比例控制接近于双位控制，对某些生产工艺不利，也不宜采用此法。

以上介绍的三种调节器参数整定方法各有特点，应灵活应用。值得一提的是，现在出现了带有PID参数自整定功能的调节器。对于一般常见的过程，只要选好控制规律，将自整定调节器投入运行，则该调节器会根据实际情况自动整定参数，整定过程既迅速又平稳，能保证过程控制质量。