发电机组数字调速系统中PID控制参数整定

数字PID操控参数整定的使命主要是确认数字PID的参数KP、T1、TD和T。
　　
　　关于简略操控体系，可选用理论计算办法确认这些参数。但由于柴油机调速体系的工况较为杂乱，其数学模型并非十分精确，在此，选用工程整定常用的扩充临界份额带法，结合经历法再对参数进行调整，得到终究的PID参数。
　　
　　（1）采样周期T的挑选
　　
　　在数字操控体系中，采样周期T是一个比较重要的因素，采样周期的选取，应与PID参数的整定综合考虑。
　　
　　首先，采样周期T的选取应满意以下要求：远小于目标扰动周期；比目标时刻常数小得多；尽量缩短采样周期，以改善调理质量。
　　
　　该体系中，PID调理操控进程是在守时中止状态下完成的，因而，采样周期T的大小必须保证中止服务程序的正常运转。在不影响中止程序运转的情况下，可取采样周期T＝0．1τ（τ为柴油机的纯滞后时刻）。当中止程序运转时刻Tz大于0．1τ时，则取T＝Tz，采样周期可按下式确认：
　　
　　（2）临界振动周期Ts的确认
　　
　　初始确认数字PID参数时，在用上述办法确认采样周期T的条件下，从调速体系的PID调理回路中，去掉数字操控器的微分操控作用和积分操控作用，只选用份额调理环节来确认体系的振动周期Ts和临界份额系数Ks。由单片机体系自动操控份额系数KP，并逐渐增大Kp，直到体系呈现继续的等幅振动，然后由单片机体系自动记录并显示调速体系发作等幅振动时的临界份额度δ和相应的临界振动周期Ts。
　　
　　式中Ks——等幅振动时的临界份额系数（3）操控度的挑选
　　
　　操控度便是以模仿调理器为根底，定量衡量数字操控体系与模仿调理器对同一目标的操控作用。操控作用便是选用某一积分准则，依据体系在规则的输入下的输出呼应，使用该准则取最小值时的最
　　
　　式中，下标DDC和ANA别离表明直接数字操控和模仿调理器操控。
　　
　　如前所述，采样周期T的长短会影响体系的操控质量，同样是最佳整定，数字操控体系的质量要低于模仿体系的操控质量。即操控度总是大于1的，且操控度越大，相应的数字操控体系质量越差。
　　
　　为获得与模仿操控器相当的质量，操控度选为1．05。不同操控度时，扩充临界份额带法PID参数计算公式见表1。
　　
　　（4）KP、K1、KD、T的求取
　　
　　依据实验所得Ks和Ts及选定的操控度，按表1计算出数字PID参数Kp、T1、TD和T。
　　
　　（5）操控作用的调理
　　
　　按求得的参数值在调速操控体系中运转，并调查操控作用。如操控作用达不到操控要求，可根据以下准则，依据经历法对参数做恰当调整。
　　
　　①增大份额系数Kp，将加速体系的呼应速度，但过大会使体系发生较大超调，甚至发生振动。
　　
　　②增大积分时刻T1，有利于减小超调，削减振动，使体系愈加稳定，但会添加体系过渡进程时刻。
　　
　　③增大微分时刻常数TD有利于加速体系的呼应，使超调减小，稳定性添加，但体系对扰动的按捺才能减弱，对扰动有较灵敏的呼应。
　　
　　根据上述准则，调整PID参数时，应先份额、后积分、再微分进行调整。