吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计
第4章 控制器参数整定及Simulink仿真
4.1控制器参数整定
在模拟PID算法控制规律为：u(t)?Kp[e(t)?1de(t)e(t)dt?T DTI?dt则算法的传递函数为：W(s)?U(s)1?Kp[1??TDs] E(s)TIs其中:KP为调节器的放大系数；TI为积分时间常数；TD微分时间常数； 积分系数KI?1KPTKT?100% ；微分系数：KD?PD;比例度：??KTITp 整定思路：
1.理论根据——由于主、副对象的时间常数相差很大，则主、副回路的工作频率差别很大，当副回路整定好以后，将副回路视作主回路的一个环节来整定主回路时，可认为对副回路的影响很小，甚至可以忽略。
2.另一方面，工艺上对主变量的控制要求较高，而对副变量的控制要求较低。
整定顺序：先整定副调节器，再去整定主调节器。 整定步骤：
(1)在生产工艺稳定，主、副调节器均设置为纯比例控制作用。
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(2)具体做法，将主调节器的比例度?1置于100%,KI?0,KD?0。 (3)按简单控制系统的衰减曲线法整定副回路——将副调节器的比例度?2由大到小调整，直到副变量的过渡过程曲线呈4:1衰减振荡为止。
(4)记下此时的比例度?2，量得此时的衰减振荡周期T2。 (5)置副调节器的比例度为?2,将副回路看作是主回路的一个环节,主副环仍闭合,用同样的方法整定主调节器——将主调节器的比例度?1由大到小调节，直到主变量的过渡过程曲线呈4:1衰减振荡为止。
(6)记下此时主调节器的比例度?1,量出主变量振荡周期T1。 (7)由已求得的?1、?2、T1、T2的值，结合主、副调节器的选型，按照简单控制系统的衰减曲线法整定参数的经验公式，分别计算主、副调节器的最佳参数值。
(8)按照“先副后主”、“先P再I后D”的顺序，将计算出的参数设置到调节器上，作扰动试验，观察过渡过程曲线，作适当的参数调整，直到控制质量最佳。表3-1衰减曲线法整定计算公式
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图4-1衰减曲线法整定计算公式
比例度：?s?0.9 振荡周期：Tr?22
??1.2?s?1.08； TI?2Tr?44
图4-2参数模块设定
4.2仿真结果
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1.加热炉出口温度单回路系统仿真原理图
图4-3系统仿真原理图
2.加热炉出口温度单回路系统仿真结果
图4-4系统仿真结果
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结论
此次课程设计是加热炉温度控制系统设计，使用到了过程控制系统很多方面的知识，包括串级控制系统分析、建模与仿真，串级控制系统整定方法，PID调节器的参数工程整定，串级控制系统的性能分析等。在这次设计中我们还探讨了有关单回路PID控制的设计、前馈—反馈控制系统的设计、串级控制系统的设计等有关内容。我还查阅了很多资料并且对以前学习的专业知识系统并有针对性的复习，设计出了自己满意作品，进而得到同学和老师的肯定，也只有这样才能起到此次课程设计的目的。
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实用文档之加热炉出口温度控制系统设计
