传递函数： 频率特性.ppt

Deren Chen, ZheJiang Univ. * 调节器 执行器 对象 变送器 给定值r 测量值y 被调量 + - 干扰 控制系统框图： 偏差e 操作量 工业锅炉的过热蒸汽温度控制系统 调节器的作用 在一个定值调节系统中，由于干扰的作用， 会使被调量偏离给定值，即产生了偏差： 偏差信号作为输入量送入调节器，在调节器中进 行一定规律的运算后，给出输出信号进行调节， 以补偿扰动的影响，使被调参数回到给定值。 调节器特性 调节器特性是指它的输出信号随输入信号变 化的规律，因此也称为调节规律。 被调量能否准确的回到给定值，以及经过 多长时间，以什么样的途径回到给定值，即调节 过程的品质（准确性、快速性）如何，取决于 调节器的调节规律。 调节方式 1、前馈 2、反馈 调节器 第四章 模拟式调节器 第五章 数字式调节器 第六章 可编程数字调节器 第四章 模拟式调节器 一、PID调节规律及实现方法 二、基型PID调节器 一、PID调节规律及实现方法 1、调节规律的表示方式 2、比例调节器 3、比例积分调节器 4、比例微分调节器 5、PID调节器 6、PID运算电路 PID（比例+积分+微分）控制是历史最久远、 应用最广泛的控制策略，目前世界上仍然有90%的 （连续）控制回路采用这种控制方法，它的特点是 算法简单，实现方便，鲁棒性强（在设计时对对象 模型要求不高，具有较好的抗干扰能力和抗模型不 确定性能力），特别适用于过程特性为惯性加迟延 的对象。 PID简介 1、调节规律的表示方式 微分方程 传递函数 频率特性 时间特性（一般指阶跃响应特性） 程序（计算机控制） 调节器 对象 r 被调量 + - q p y e 2、比例调节 微分方程： 传递函数： 频率特性： 比例器时间特性： e t t p 比例调节器的输出p与输入e成正比，偏差 一出现，就能及时地产生与之称比例的调节作 用，因此具有调节及时的特点。但是若仅用比 例调节器构成整个反馈控制系统时，会产生静 态偏差。静差是指调节过程终止时，被调量测 量值与给定值之差。 3、比例积分调节 微分方程： 传递函数： 频率特性： PI的时间特性： e t t p 积分调节器的输出p与输入e存在时间关系， 只要偏差e存在，输出就会随时间不断增长，直 到偏差消除，调节器的输出才不再变化。因此， 积分作用能够消除偏差，这是它的主要优点。 但是，积分作用动作缓慢，在偏差刚出现时， 调节器作用很弱不能及时克服扰动的影响，致使 被调量的动态偏差增大，调节过程拖长，因此积 分器一般不单独使用。 实际的PI调节器： e t t p 4、比例微分调节 微分方程： 传递函数： 频率特性： e t t p 理想微分器的时间响应： 实际的PD调节器： 实际PD时间特性： e t t p