自动调节系统的整定方法.docx

自动调节系统的整定方法
自动调节系统的整定方法
摘要：自动调节系统是指由激励器、执行机构、传感器和调节器等组成的一种具有反馈控制功能的系统。在自动调节系统中，整定方法是确定调节器参数以实现系统良好稳定性和性能的关键。本文将介绍常见的自动调节系统的整定方法，包括试错法、频率响应法和模型匹配法。
引言：随着现代工业的发展，自动调节系统被广泛应用于各种工业过程中，如温度调节、压力调节等。为了保证系统的稳定性和良好的性能，需要确定合适的调节器参数。本文将介绍常见的自动调节系统的整定方法。
一、试错法：试错法是最常用的整定方法之一。其基本原理是在系统中引入一个突变的输入，然后根据系统的输出和设定值之间的差异来调整调节器参数。试错法分为定常试错法和非定常试错法两种。
定常试错法是在系统处于稳态时进行试错。首先，将调节器的增益参数设置为一定的初始值，然后逐步增加或减小增益，直到输出与设定值之间的偏差最小。此时，调节器的增益参数即为最佳值。
非定常试错法是通过引入一个目标输入信号，使系统处于非稳态运行状态。根据系统的输出和设定值之间的偏差，通过试错的方法来调整调节器参数。常用的试错方法有零次序试错法、一次序试错法和二次序试错法。
二、频率响应法：频率响应法是通过对系统的频率响应进行分析来确定调节器参数的方法。该方法基于系统的频率特性以及波形分析的原理，可以较为准确地确定调节器参数。
频率响应法有两种常见的实施方式：一是基于开环频率响应，通过在开环系统中加入合适的激励信号，观察系统的输出响应，从而确定调节器的参数。二是基于闭环频率响应，通过测量系统的闭环频率响应曲线，从中分析系统的动态特性，进而确定调节器参数。
三、模型匹配法：模型匹配法是一种基于数学模型的整定方法。该方法的基本原理是建立系统的数学模型，然后利用模型参数与实际系统的频率响应曲线进行匹配，从而确定调节器参数。
模型匹配法的实施步骤包括确定系统的数学模型、测量系统的频率响应曲线、拟合模型参数以及调整调节器参数等。常用的模型匹配方法有传递函数模型匹配法、状态空间模型匹配法和神经网络模型匹配法。
结论：自动调节系统的整定方法是保证系统稳定性和性能的关键。本文介绍了试错法、频率响应法和模型匹配法三种常见的整定方法。试错法是最常用的方法，通过试验和调节优化参数；频率响应法基于系统的频率特性和波形分析的原理，能够准确确定参数；模型匹配法基于数学模型进行整定。在实际应用中，根据具体情况选择合适的整定方法，从而获得良好的自动调节系统性能和稳定性。
参考文献：
1.ÅströmKJ,HägglundT.PID控制[M].清华大学出版社,2017.
2.OgataK.系统动力学与自动控制[M].清华大学出版社,2005.
3.GaoZQ.自动调节系统[M].机械工业出版社,2010.