控制回路性能不佳的常見(jiàn)問(wèn)題包括振蕩、響應(yīng)緩慢和噪聲等。振蕩指測(cè)量值與設(shè)定值的周期性偏差。響應(yīng)緩慢是回路從干擾中恢復(fù)或跟蹤設(shè)定值變化緩慢。噪聲指過(guò)程變量中的隨機(jī)行動(dòng)。
振蕩可能來(lái)自控制回路內(nèi)部，也可能是由外部因素引起的。振蕩也可能是兩個(gè)或多個(gè)控制回路之間周期性相互作用的結(jié)果。為了尋找可能引起振蕩的原因，應(yīng)將置于手動(dòng)模式，以查看振蕩是否停止。如果在pid調(diào)節(jié)器處于手動(dòng)模式時(shí)振蕩仍然存在，則振蕩源自回路外部。然后應(yīng)對(duì)相互作用的回路和設(shè)備進(jìn)行振蕩分析，以找到根本原因。如果在pid調(diào)節(jié)器處于手動(dòng)模式時(shí)不振蕩，則振蕩源來(lái)自控制回路參數(shù)、檢測(cè)儀表或最終控制元件。
控制回路參數(shù)不合理引起的振蕩，可以根據(jù)曲線的相位偏移找到可能的原因。常見(jiàn)的兩種可能：
1、如果op(pid控制輸出)和pv(測(cè)量值)同時(shí)達(dá)到峰值，則振蕩主要由于比例太強(qiáng)或者存在周期性干擾引起的，如下圖所示。
圖1 比例作用太強(qiáng)引起的振蕩
2、如果在pv(測(cè)量值)越過(guò)設(shè)定值sp時(shí)op(pid控制輸出)達(dá)到峰值，則振蕩主要由于積分作用太強(qiáng)引起，如下圖所示。
圖2 積分作用太強(qiáng)引起的振蕩
實(shí)際過(guò)程中如果振蕩但是積分作用太強(qiáng)的特征不明顯，可以先減弱比例作用試試。
作者：馮少輝博士(現(xiàn)從事先進(jìn)控制工作，有一線十幾年工作經(jīng)歷，真正理論聯(lián)系實(shí)際的專家)