控制仪表及装置 控制器.ppt

控制器在冶金、石油、化工、电力等各种工业生产中应用极为

广泛。要实现生产过程自动控制，无论是简单的控制系统，还是复

杂的控制系统，控制器都是必不可少的。控制器是工业生产过程自

动控制系统中的一个重要组成部分，它将来自变送器的测量信号与

给定值相减以得到偏差信号，然后对偏差信号按一定的控制规律进

行运算，运算结果为控制信号，按照预定的规律去控制执行器的动

作，使生产过程中的各种被控参数，如温度、压力、流量、液位、

成分等符合生产工艺要求。

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（1）何为控制器的控制规律

单回路控制系统方框图

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（1）何为控制器的控制规律

控制器的控制规律就是控制器的输出信号随输入信号（偏差）

变化的规律。这个规律常常称为控制器的特性。

基本控制规律有比例（P）、积分（I）、微分（D）三种。由

这些控制规律组成P、PI、PD和PID等几种工业上常用的控制规律。

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（2）控制规律的表示方法

xy

XY

xmaxxminymaxymin

控制器的特性用相对变化量X和Y的关系式表示，一般有5中

表示方法

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（2）控制规律的表示方法

控制器的特性用相对变化量X和Y的关系式表示，一般有5中表示方

法：

微分方程表示法

传递函数表示法

频率特性表示法

图示法

离散表示法

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（2）控制规律的表示方法

控制器的基本控制规律有比例（P）、积分（I）、微分（D）

三种。这三种控制规律各有特点，但实际上，除了比例控制规律外

，单纯的积分控制和微分控制规律都不能用来控制生产过程。因此

，工程上常用的控制规律是比例（P）、比例积分（PI）、比例微

分（PD）以及比例积分微分（PID）控制规律，由此产生相应的四

种常用控制器。

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（2）控制规律的表示方法

控制器的基本控制规律有比例（P）、积分（I）、微分（D）

三种。这三种控制规律各有特点，但实际上，除了比例控制规律外

，单纯的积分控制和微分控制规律都不能用来控制生产过程。因此

，工程上常用的控制规律是比例（P）、比例积分（PI）、比例微

分（PD）以及比例积分微分（PID）控制规律，由此产生相应的四

种常用控制器。

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（1）比例控制规律

只具有比例控制规律的控制器为比例控制器

YPKPX

比例控制器的阶跃响应特性

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（1）比例控制规律

比例增益和比例度

YPKPX

比例放大倍数，或称比例增益

KP

比例增益反映比例作用的强弱,KP越大，比例作用越强,

控制作用越强

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（1）比例控制规律

比例增益和比例度

在模拟控制器中，比例作用的强弱是用KP的倒数——比例度

进行刻度的。

x2x1y2y1

/100%

xmaxxminymaxymin

对于输入信号范围与输出信号范围相同的控制仪表或装置

x2x1

100%

y2y1

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（1）比例控制规律

比例控制规律的特点

对于比例作用的控制器来说，只要有偏差输入，其输出立即按

比例变化，因此这种按比例动作的控制器对于干扰的影响能产生及

时而有力的抑制作用，但只具有比例控