探究ZN整定法
2023年02月04日 10:51:42
來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺
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在1911年提出，1922年命名。在過程控制領域最開始都是以氣動儀表的形式出現。數字化PID還要50年以后。經典控制理論還在等等Bode、奈奎斯特的培育。工業界只能在混沌時代里砥礪前行。
1942年，在的論文“自動控制器的設置”中，泰勒儀器公司銷售工程部的J G Ziegler和工程研究部的N B Nichols提出了兩個形成適當控制器參數的程序。他們的工作開創了PID工程整定方法的一代先河。過程控制工程師都是調參俠，調參俠的祖師爺就是這兩位，以他們兩位名稱命名的整定方法就是ZN整定法。
中的很多方法和算法都是工程師提出和推進的，包括PID、APC、ZN整定法等。好像過程控制界比較偏愛工程師提出的方法和算法，對數學派提出的方法和算法都不太感冒。臨界比例度法整定PID參數的步驟ZN整定法有開環和閉環兩種方法。閉環方法又稱為臨界比例度方法。使用ZN整定法之臨界比例度法整定PID參數分兩步：1、純比例投用閉環控制回路，確定穩定極限2、根據公式計算參數由純比例控制下的等幅振蕩曲線，獲得臨界控制器增益Kcu與臨界振蕩周期Tu。并按下表得到正常工作下的控制器參數。
這些表格中的數字背后的道理沒有被理解，但是這些數字對我們整定PID參數一直都有著深刻的影響。
1、見面砍一半。如果控制回路的閉環等幅振蕩是比例作用引起，比例作用×0.52、振蕩周期定積分。如果控制回路的閉環等幅振蕩是積分引起的。積分時間的選擇范圍為振蕩周期的0.5~0.83倍3、使用微分時，微分時間等于四分之一積分時間上面的這些方法現在仍然深刻的影響著PID參數的工程整定方法。
ZN整定方法的局限性
放在70年后的今天看，ZN整定方法蘊含的道理仍熠熠生輝。ZN整定方法旨在為您的PID回路提供的干擾抑制性能，這也是過程控制大神欣斯基對ZN整定方法念念不忘的原因。ZN整定方法通常不會提供很好的設定值跟蹤性能。按當下的觀點ZN整定方法還是有其歷史局限性：1、不適用于大純滯后被控對象；2、臨界比例度方法的純比例等幅振蕩現場接受程度不高；3、每個回路整定相關孤立，沒有考慮對其他回路的影響；4、越快速，魯棒性越差。小的模型失配可能導致發散；5、用于抑制擾動的回路，模型要比較準確而且要其他回路配合；6、大部分回路要求響應不振蕩。
作者：馮少輝博士(現從事*控制工作，有一線十幾年工作經歷，真正理論聯系實際的過程控制專家)
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