第四章自动控制仪表规范.ppt

作业：P139 5, 6, 7，8， 9 3、微分时间TD对过渡过程的影响 微分作用力图阻止被控变量的变化，有抑制振荡的效果，但如果加得过大，反而会引起被控变量大幅度的振荡。 4、微分控制器的特点： 1）T D↑→微分作用↑ 2）若有偏差且可能很大，但e=常数，de/dt=0， 则p=0，不能克服静偏差，有余差，但比纯比例控制要小； 3）具有超前控制的作用。 适用于温度、成分等容量滞后的对象，不适用纯滞后对象。 五、比例积分微分(PID) 控制规律 (4-12) PID控制特点： 1. 集P、I、D三者之优点，克服其不足； 2. 实际系统并非PID是最好，应根据具体情况 进行选择。 常用的控制规律：P PI PID 正作用控制器：当控制器的输入信号增大(或减小)时，其输出信号随之增大(或减小)； 反作用控制器：当控制器的输入信号增大(或减小)时，其输出信号随之减小(或增大)。 A A 图4-15 例1: 实验测得标准信号为4—20mA电动调节器的阶跃响应曲线，如图所示。 问：① 该控制器的控制规律？ ② 控制器的比例度、积分时间、微分时间？ 解： ① 该控制器为PI控制规律 答：控制器的比例度为200%、积分时间为2分、微 分时间为0 解： 又 ∵ 测量值减少时，控制器输出减少， ∴ 是正作用方向。 答:控制器的实际比例度为100%，控制器是正作用方向。 例2、当DDZ—Ⅲ型电动控制器的测量指针由50％变化到 25％，若控制器的纯比例输出信号由12mA下降到 8mA，则控制器的实际比例度为多少？并指出控制 器的作用方向。 各种常见控制器的特性及选用参考表 控制器 名 称 控制作用 控制质量 适用对象特性 适用 系统 纯 滞后 负荷 变化 时间 常数 比例 控制器 控制作用与偏 差大小成例。 控制速度快而稳 定，但有余差。 小 小 较大 液位 比例 积分 控制器 控制作用与偏差大、小；与偏差对时间的 积分成比例。 控制迅速，无余差。但积分作用太强（Ti小），使系统震荡。 中等 小 稍大 大 中 小 液位 压力 流量 比例 微分 控制器 不但与偏差大小成比例，还与偏差的变化速度成比例。 控制迅速，超调量小，有余差，微分作用太强，系统震荡不定。 中 较大 小 大 要求不高 温度 比例积分微分控制器 与偏差大小偏差对时间的积分，偏差的变化速度成例。 控制迅速，无余差，超调量小，控制时间短，控制质量高。 大 中 小 大 中 小 大 中 小 温度 第四章 自动控制仪表 第一节 概述 第二节 基本控制规律及其对系统过渡 过程的影响 第三节 模拟式控制器 第三节 模拟式控制器 e z x P 执行器 控制器的作用: 将被控变量测量值与给定值进行比较，然后对比较后的得到的偏差进行比例、积分、微分等运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对被控变量的自动控制。 控制器 一、基本构成原理及部件 1. 比较环节 比较环节的作用是将给定信号与测量信号进行比较，产生一个与它们的偏差成比例的偏差信号。 3. 反馈环节 反馈环节的作用是通过正、负反馈来实现比例、积分、微分等控制规律的。 2. 放大器 放大器实质上是一个稳态增益很大的比例环节。 图4-16 控制器基本构成 二、控制器的基本功能： 1.控制运算：常规PID、自整定PID、自适应等。 2.显示功能：偏差、输出、测量值、给定值以及编程参数等。 3.内外给定的选择与提供内给定信号 ： 内给定: 给定值由控制器内部的高精度稳压电源取得； 外给定: 给定值来自外部输入。 控制器有模拟调节器、数字调节器、PLC、DCS、FCS等形式，无论何种控制器，它们均具有一些相同的基本功能。 4.控制器的正、反作用选择（实现控制系统的闭环负反馈） 正作用：当控制器的输入信号增大(或减小)时，其输出信号随之增大(或减小)； 5.手/自切换与手动操作 自动：控制器的输出信号根据控制规律随输入信号变化而变； 手动：控制器的输出信号与输入信号无关，这时控制规律无效，直接由手操纵输出信号，类似于直接用手调节阀门。 反作用：当控制器的输入信号增大(或减小)时，其输出信号随之减小(或增大)。 * * 第四章 自动控制仪表 第一节 概述 第二节 基本控制规律及其对系统过 渡过程的影响 第三