楊久祥

摘 要：傳統(tǒng)的基于化工行業(yè)的電氣儀表的溫度參數(shù)整定方法具有實(shí)時(shí)性差、開(kāi)銷大、精度低等缺點(diǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種精度較高、抗干擾能力較強(qiáng)的電氣儀表溫度參數(shù)自整定方法。該溫度參數(shù)自整定方法基于多模穩(wěn)態(tài)PID控制，控制方法簡(jiǎn)單可靠。設(shè)計(jì)了一種溫度參數(shù)PID控制器并推導(dǎo)出溫度參數(shù)自整定方程，通過(guò)仿真驗(yàn)證了該方法的可行性。

關(guān)鍵詞：化工行業(yè)；電氣儀表；溫度參數(shù)；自整定

在化工行業(yè)中，為確?；瘜W(xué)反應(yīng)和化學(xué)條件成熟，需用儀表檢測(cè)化學(xué)反應(yīng)中的溫度，故儀表的可靠性和精度至關(guān)重要。傳統(tǒng)的用于化工行業(yè)的電氣儀表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)時(shí)性差、純?cè)跍囟绕萍笆д娴葐?wèn)題。因而儀表溫度參數(shù)自整定方法成為了科研人員的重點(diǎn)研究對(duì)象。本文提出了一種精度較高、抗干擾能力較強(qiáng)的電氣儀表溫度參數(shù)自整定方法。該溫度參數(shù)自整定方法基于多模穩(wěn)態(tài)PID控制，仿真結(jié)果表明該控制方法簡(jiǎn)單可靠，精度較傳統(tǒng)儀表較高。

1 傳統(tǒng)自整定模型

傳統(tǒng)的用于化工行業(yè)的溫度測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1中，r為系統(tǒng)輸入，y為系統(tǒng)輸出，d為系統(tǒng)的擾動(dòng)，P（s）表示儀表在測(cè)量溫度過(guò)程中的傳遞函數(shù)，M（s）表示儀表在測(cè)量溫度過(guò)程中的固有頻率特性，Q1（s）為儀表的多模測(cè)量控制系數(shù)，Q2（s）為儀表的容錯(cuò)性控制系數(shù)。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)的狀態(tài)下，如果有擾動(dòng)打破系統(tǒng)的平衡，通過(guò)閉環(huán)控制會(huì)自行調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)處于新的平衡狀態(tài)。此控制系統(tǒng)存在溫度漂移、可靠性差、精度不高等缺點(diǎn)。

2 自整定方法

2.1 多模穩(wěn)態(tài)溫度參數(shù)PID控制器

本文設(shè)計(jì)的多模穩(wěn)態(tài)溫度參數(shù)PID控制器結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2.2 溫度參數(shù)自整定

3 電氣儀表仿真

為驗(yàn)證所提出的電氣儀表自整定方法，在Matlab中建立數(shù)學(xué)模型，未進(jìn)行自整定和進(jìn)行自整定的仿真結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，未進(jìn)行自整定時(shí)，儀表的誤差較大，誤差幅值不穩(wěn)定，而進(jìn)行自整定后，誤差減小且較穩(wěn)定。為突出其控制方法的優(yōu)點(diǎn)，將此控制方法與傳統(tǒng)方法進(jìn)行對(duì)比，仿真結(jié)果如圖4所示。圖4仿真結(jié)果表明，本文提出的控制方法抗干擾能力強(qiáng)，輸出結(jié)果穩(wěn)定，噪聲小，精度高且克服了溫漂問(wèn)題。

4 結(jié)論

為解決傳統(tǒng)的化工電氣儀表的精度差、輸出不穩(wěn)定、抗干擾能力弱等缺點(diǎn)，本文提出了一種基于多模穩(wěn)態(tài)PID溫度自整定方法。通在Matlab中建立該方法的數(shù)學(xué)模型，仿真結(jié)果表明，該方法可有效解決系統(tǒng)的溫度漂移，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精度等，具有應(yīng)用價(jià)值。

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