基本控制规律课件

1、通知: 1、请学号尾数为2、8的同学交第三章第一节第二节作业，其他同学将作业交课代表。2、交课外小设计。（每人都交）少交一次作业扣3分，作业不合格扣2分，得优加1分,优-加0.5分，良好以下不加分。课外小设计满分为6分。交作业喽！第四章 基本控制规律基本控制规律位式控制比例控制（P）积分控制（I）微分控制（D）组合式（PI、PD、PID）第一节 双位控制规律一、双位控制测量值给定值（e0) 输出为最大（最小）测量值 给定值（e0) 输出为最小（最大）又称开关控制控制规律（理想）一、双位控制一、双位控制实例：液位控制电极、继电器、电磁阀HH0 断路，阀全开HH0 通路，阀全闭继电器频繁动作一、双

2、位控制实际的双位控制（具有中间区域）一、双位控制控制作用等幅振荡、不能稳定在给定值振幅、周期应用结构简单允许被控变量有一定幅度振荡的场合第二节 比例控制规律二、比例控制控制器输出与输入成比例Kp=p/e 放大倍数（比例增益），有单位比例度二、比例控制比例度含义：控制器输出变化满刻度时测量值变化相对量二、比例控制控制作用能稳定下来，但有余差减小余差，增加KP，但稳定性变差比例作用具有动作快，调节及时，但不能克服余差之特点，过渡过程结束后，被控变量不能回到给定值上来。二、比例控制控制作用能稳定下来，但有余差减小余差，增加KP，但稳定性变差对象滞后较小、时间常数T较大及放大倍数K较小时，取较小比例度

3、；反之，取较大比例度，求稳定第三节、积分控制规律控制器输出P与输入e的积分成正比KI：代表积分速度当输入是常数A时三、积分控制控制作用能消除余差，但控制作用随时间积累增强，控制动作缓慢比例积分控制：控制即及时，又能消除余差三、积分控制比例积分控制 TI：积分时间当偏差为阶跃A变化时三、积分控制比例积分控制当Pp=PI时 t=TITI的含义：当积分作用与比例作用相同时，所经历的时间三、积分控制比例积分控制积分时间TI越小，积分作用越强TI过大，余差消除慢，（ Ti无穷大时，纯比例）TI过小，引起不稳定可加入微分作用（滞后大；变化大，提前控制）第四节 微分控制规律控制器输出P与输入e的微分（变化速

4、度）成正比TD：微分时间当e为阶跃变化时，Pt0=，Pt=0 ，e较小时也能进行干预，与偏差大小无关不能单独使用。比例微分控制当e=mt变化时当PP=PD时 t=TDTD含义： 超前控制TDemtpDpPTDp比例微分控制TD大，微分作用强，但过大会引起振荡，过小作用弱，=0，纯比例比例积分微分控制阶跃输入作用：既快速调节，又消除余差三、型控制器的功能实现一、型控制器的功能 DDZ-型控制器二、型控制器的构成指示单元：测量信号Vi指示电路及显示表 : 显示 Vi的大小 给定信号Vs指示电路及显示表: 显示Vs的大小控制单元：输入电路：偏差运算、电平移动 V01= 2(Vi -Vs) PD电路：

5、对V01进行PD运算 PI电路：对V02信号进行PI运算 输出电路:电压V03电流I0的转换、电平移动附加：内给定电路:提供Vs内 软手操电路:提供VR 硬手操电路:提供VH控制器有四种工作状态：A、M、H、保持特性：一、型控制器的功能测量指示电路%Vi%Vs输入电路比例微分电路比例积分电路输出电路给定电路软手操电路电路硬手操电路电路MHHViVH1 5 VV01V02V03MAI04 20 mA4 20 mA1 5 V给定指示电路输出指示-测量指示给定指示%I0VsK1ISVRVS内VS外内给定外给定A：自动控制K5软手操硬手操指示单元控制单元附加电路:手动遥控测量输入外给定输入输出电流给定

6、信号3 V DC测量标定K6主电路: PID运算PD运算PI运算二、型控制器的构成1.作用：(1)将Vi与Vs进行减运算，并放大2倍， V01=-2（Vi-Vs） (2)进行电平移动 (3)消除引线电阻上压降的影响2.为什么要进行电平移动 为了使运放器IC1工作在允许的共模输入电压范围之内。3.为什么要采用差动输入电路 为了消除集中供电引线电阻压降引入的误差4.输入电路的特性：V01= 2(Vi -Vs) = KP(Vi -Vs) = KPe KP= -2 （一）输入电路 DDZ型控制器有自动(A)、软手动(M)、硬手动(H)和保持四种工作状态，并通过联动开关进行切换。 在自动运行方式下，是以

7、控制器的输出指挥执行器，因而执行器输出轴的位移同控制器的输出电流是相对应的。一般执行器输出轴的转角从0%到100%变化时，所对应的控制器输出电流为420mADC。 只要被控量的偏差为零时就可以从手动切换为自动。 在自动运行时，控制器的手动输出信号，一般都不能自动地跟踪自动输出信号，因此，由自动切换到手动前，必须将手操拨盘的刻度拨到与自动输出信号相对应的值上，然后由自动切换到手动，方能达到无扰动切换。控制器的运行方式一、自动运行方式 控制器的手动操作功能是必不可少的。在自动控制系统投入运行时，往往先进行手动操作，来改变控制器的输出信号，待系统基本稳定后再切换至自动运行。系统出现某种故障、设备启停

8、或控制器的自动部分失灵，也必须切换到手动操作。二、手动运行方式3.3 基型控制器的运行方式(1)软手动操作电路 当切换开关K1，置于“M”位置时，为软手动操作状态，又称速度式手操，是指控制器的输出电流随手动输入电压成积分关系而变化。 (2)硬手动操作电路 当切换开关K1，置于“”位置时，为硬手动操作状态，又称比例式手操，是指控制器的输出电流随手动输入电压成比例关系而变化。 三、手动自动无扰动切换(1)无平衡无扰动切换 所谓无平衡切换，是指在自动、手动切换时，不需要事先调平衡，可以随时切换至所需要位置。所谓无扰动切换是指在切换时控制器的输出不发生变化，对生产过程无扰动。 型控制器由自动或硬手动向

9、软手动的切换以及由软手动或硬手动向自动的切换均为无平衡无扰动的切换方式。(2)有平衡无扰动的切换 凡是向硬手动方向的切换，从自动到硬手动或从软手动到硬手动，均为有平衡的无扰动切换。即要做到无扰动切换，必须事先平衡。 自动(A)软手动(M) 硬手动(H) 软手动(M) 为无平衡无扰动切换A3处于保持工作状态，U03保持不变 软手动自动硬手动 自动 为无平衡无扰动切换 UCI=U02 ，UF3=0，电容没有充放电现象 自动硬手动 软手动硬手动须进行预平衡操作 DDZ型控制器的切换过程可描述如下 ：三、手动自动无扰动切换（一）型控制器内外特性1.正面板 2.侧面板3.背后接线端子4. 整机线路初读3.4 基型控制器的操作型控制器的外特性型控制器的外特性1. 工业上常用控制器的控制规律有哪几种？2. 在模拟控