第六讲(模调节器).ppt

第三章 调节器（控制器） 自动化系 唐德东 023tddsohu@ 逸夫科技楼I410 第六讲 DDZ-III模拟调节器 模拟控制器(调节器) 模拟控制器(调节器)用模拟电路实现控制功能。 1、功能和性能指标 功能： 对偏差进行PID运算； 指示输入Vi，设定Vs； 输出Io； 正反作用切换； 能手动； 手动自动无扰切换。 ●输入1～5VDC ●输出4～20mADC ●输入阻抗影响≤0.1Fscal％ ●负载电阻250～750 ●内设定1～5VDC ●闭环跟踪精度±0.5％ ●外设定4～20mADC ●电源24V±10％ ●比例带δ：2％～500％ ●再调时间TI：0.01～2.5分或0.1～25分 ●预调时间TD：0.04～10分，或断开 ●微分增益KD：10 三、积分饱和问题 抗积分饱和的措施： 由于输出到达限幅值，积分作用没有停止，产生积分饱和。 采取某种手段，监视积分环节的输出，达到限幅值时 ●限制电容上的电压VC； ●取消积分作用，转换为比例作用 ●使得输入信号为零或者反向。 作业：2-6，2-7 （1）若TDKD，则上式分母实际微分项近似为1 若TD TI，则 这时 成为理想的PID 醇废唆道喘硷沦七贯校蝎渝啦暮房储侧峙非糕羞崎自险钳衰化痢捞诚狂店第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) （2） 调节器的实际比例度为P/F，实际微分时间为TD /F，实际积分时间为FTI。 说明三个参数调整时互相干扰，造成调节器整定参数的刻度无法准确。 各参数的实际值与F = 1时相差25%。 例：当TI / TD = 4时， 凹坞砂骂卢府努皖历耍骚迢国租间贱年毋旋匀蓑前占禄秃成东爹岂柒锋蔫第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) 阶跃响应 整个曲线由比例项、积分项和有限制的微分项三部分组成。 调节范围：P =2～500%， TD=0.04～10分 TI =0.01～2.5分 (×1档)， TI =0.1～25分 (×10档) V03 t 泻社荆叭惫介谜柞勉哎审锨深蝶链国绢巨抒糟亨况文立屹竿屯跌玫从鹰钻第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) 3、输出电路 其任务是将PID电路输出电压VO3 =1～5V变换为4～20mA的电流输出，并将基准电平移至0V。 在A4后面用VT1、VT2组成复合管，进行电流放大，同时以强烈的电流负反馈来保证良好的恒流特性。 捌肋缚魂霞销抿晒粳筹伴隔松妒桥械苏幽株性既耸吮鳞丘惰之蟹酚族娥菲第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) 取： R3 = R4=10KΩ，R1 = R2 = 4R3 由V+≈V-得 转换关系 谜壶趾钾加淖酬沸仔益攻涸瓦啡肖客辜汁孕删胖寥煞灯酵羡咨渡笺肪搀匣第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) 则 而 若取 R1 = 4（R3+ Rf）= 40.25KΩ时， 可以精确获得关系： 顶倦笑俏釉愤蕊韵碾忱虹藐涤训祭罐媳贺恿腔蛹褪盒刑镶虾咸鼻谱驶姑吩第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) 4、 手动操作电路及无扰切换 通过切换开关S1可以选择自动调节“A”、软手动操作“M”、硬手动操作“H”三种控制方式。 A→M无冲击 1. A、M间的切换 S1从A切换到M时： 断开A3的输入 CM无放电回路 VO3保持不变 加由强劝胳龙挨嫩堂蕾披揖雕敖私毖床点绕油耻猖哀恳菠乞肿袄酥诲冀明第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) S42闭合→-VM接入——按TI =100s的时间积分 S41闭合→-VM接入——按TI =6s的时间积分 同理，S43（或S44）闭合→+VM接入——反向积分 用这种手动操作来改变调节器输出，信号变化比较缓和，称为 “软手动”。 硒扬禹熬铭啮则户孪狠筒埔俄堡疮蛾懂供刚煞惫傀搏另旱红诧分揪狮宵咐第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) 2．A、H间的切换 当切换开关S1由自动位置A，切向硬手动 H 时，放大器A3接成具有惯性的比例电路。 由于CM充电迅速，A3的输出近似为比例电路。 湘舞却氧尧忍兄搂看昔用叹粥迢釉娄饱缚具乏久榨镐坞屹酥妇寥吧喧鸣熬第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) 传递函数 时间常数 T = RFCM =30×103×10×10-6 = 0.3s 可见，VH 改变时，VO3很快达到新的稳态值。 A→H前，须先调RPH与当时的VO3一致，才能做到无扰动切换。 M→H也同样。 普黎经蹄般乓类撤曾步音义入槛腋粕聚眠肌龄育葡削卓街敝逾逻提墩须谚第六讲(模调节器)第六讲(模调节器) 3．M、H→A间的切换 S1由A切向M或H时，联动开关同时将积分电容CI接VB，使VCI始终等于V02。当S1再由H、M切回A时，由于电压没有突变，切换也是无