自动化仪表-03

《自动化仪表-03》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动化仪表-03（121页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、Zhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:2 22022-6-12022-6-1内容提要内容提要第一节第一节 控制器的运算规律和构成方式控制器的运算规律和构成方式第二节第二节 基型控制器基型控制器 第三节第三节 特种控制器和附加单元特种控制器和附加单元Zhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light Ind

2、ustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:3 32022-6-12022-6-1 控制器将来自变送器的测量值与给定值相比较后产生控制器将来自变送器的测量值与给定值相比较后产生的的偏差偏差进行比例进行比例 (P)、积分、积分(I) 、微分、微分(D) 运算，并输出运算，并输出统一的统一的标准信号（标准信号（4-20mA）, 去控制执行机构的动作，以去控制执行机构的动作，以实现对温度、压力、流量、液位及其他工艺变量的自动控实现对温度、压力、流量、液位及其他工艺变量的自动控制。制。 本节先讨论控制器的运算规律和构成方式，然后阐述本节先讨

3、论控制器的运算规律和构成方式，然后阐述基型控制器、特种控制器和附加单元的工作原理。基型控制器、特种控制器和附加单元的工作原理。Zhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:4 42022-6-12022-6-1第一节第一节 控制器的运算规律和组成方式控制器的运算规律和组成方式控制器的运算规律是指控制器的输出信号控制器的运算规律是指控制器的输出信号y和和输入偏差之间输入偏差之间 随时间变化的规律。

4、随时间变化的规律。一、概述一、概述控制器控制器对象变送器给定值偏差测量值被控变量扰动xsxiy图1-1 单回路控制系统方框图sixx Zhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:5 52022-6-12022-6-1 在研究控制器特性时，输出信号通常指的是变化量在研究控制器特性时，输出信号通常指的是变化量y，而对输入偏差而对输入偏差而言，由于其初值为零，因此而言，由于其初值为零，因此既是变化量

5、既是变化量又是实际值。又是实际值。 习惯上称习惯上称 0 为正偏差；为正偏差； 0 时时y 0 称控制器为称控制器为正作用正作用； 0 为为反作用反作用控制器对象变送器给定值偏差测量值被控变量扰动xsxiyZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:6 62022-6-12022-6-1基本运算规律有比例（基本运算规律有比例（P）、积分（）、积分（I）和微分）和微分（D）三种，各种控制器的运算

6、规律均由这些基）三种，各种控制器的运算规律均由这些基本运算规律组合而成。本运算规律组合而成。Zhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:7 72022-6-12022-6-1二、二、PID控制器的运算规律控制器的运算规律（一）（一）PID运算规律的表示形式运算规律的表示形式PD0I1d(d)dtyKtTTt PDI( )1( )(1)( )Y sW sKT sE sT sZhengzhou U

7、niversity of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:8 82022-6-12022-6-1需要说明以下两点：需要说明以下两点：1.运算规律通常用增量形式来表示，若用实际输出值运算规律通常用增量形式来表示，若用实际输出值y表示，则应写成：表示，则应写成：0)1(ydtdTdtTKpyDtIu式中，式中，y为控制器的输出起始值，亦即为控制器的输出起始值，亦即t0，d/dt0时的输出值。时的输出值。2.式式1-1和式和式1-2是

8、控制器正作用时的输出变化量和传递是控制器正作用时的输出变化量和传递函数。若函数。若KP前有负号，则为反作用。为方便起见，前有负号，则为反作用。为方便起见，在讨论各种运算规律时，设控制器处于正作用工况。在讨论各种运算规律时，设控制器处于正作用工况。Zhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:9 92022-6-12022-6-1DIPDIID11( )( )1( )1TsFT sFY sW sK

9、 FTE ssK T sKF - -控制器变量之间的相互干扰系数，可表示为控制器变量之间的相互干扰系数，可表示为DI1TFT KpF考虑相互干扰系数后的实际比例增益考虑相互干扰系数后的实际比例增益FTI考虑相互干扰系数后的实际积分时间考虑相互干扰系数后的实际积分时间TD/F考虑相互干扰系数后的实际微分时间考虑相互干扰系数后的实际微分时间KD微分增益微分增益KI积分增益积分增益Zhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light Indus

10、tryPage:Page:10102022-6-12022-6-1 只有比例控制规律的控制器称为只有比例控制规律的控制器称为P控制器控制器，其输出信号其输出信号y 与输入偏差与输入偏差 （当给定值不变时，偏当给定值不变时，偏差就是被控变量测量值的变化量差就是被控变量测量值的变化量）之间成比例关系。）之间成比例关系。（二）（二） P运算规律运算规律pyK ( )pW sK传递函数：传递函数： 对于对于PID控制器而言，当积分时间控制器而言，当积分时间TI，微分时间微分时间TD0时，控制器呈时，控制器呈P控制特性，控制特性，P控制控制器输出与输入的关系式为：器输出与输入的关系式为：Zhengzho

11、u University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryZhengzhou University of Light IndustryPage:Page:11112022-6-12022-6-1 在实际调节器中常用在实际调节器中常用比例度比例度（或称（或称比例带比例带）来表示比例作用的强弱。来表示比例作用的强弱。maxminmaxmin100%yyyP1100%K 可见，可见，与与Kp成反比。成反比。越小，越小，Kp越大，比例作越大，比例作用就越强。用就越强。1. 比例度比例度maxminmaxminyyDDZZhe