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1、第五章 控制规律化工过程自动化技术复习引入：过程控制装置：检测变送 控制器 执行器Y 检 测中间信号 变送器 标准信号差压变送器：P信号 标准信号0.020.1 Mpa 420 mA (15V) 010 mA (05V)控制器：作用：将偏差信号（检测信号与给定信号进行比较）进行 运算，产生控制信号（作用于执行器）。其运算规律称为控制规律。控制器的输出控制信号与输入偏差信号的关系。控制规律e u注意：e= z (测量值)x(给定值)u第五章 控制规律化工过程自动化技术一、基本控制规律： 比例 （P） 积分 （I） 微分 （D）1、比例控制规律：定义：输出信号变化量 u 与偏差信号 e 之间成比例
2、关系。公式： u =KPeKP：比例放大倍数e tu tt0AKP Aut 0KP Au0u1KP 是反映比例控制作用强弱 的重要系数。 KP 越大；比例控制作用越强 。第五章 控制规律化工过程自动化技术应用中通常用比例度（）代替 KP 表示比例控制作用强弱。比例度定义：输入信号相对变化量 与输出信号相对变化量之 比的百分数。公式：对标准输入输出： =1/ KP 100%比例作用特点： 控制作用及时 控制结果存在余差（可以单独使用）第五章 控制规律化工过程自动化技术2、积分控制规律（I）： 定义：输出信号变化量 u 与偏差信号 e 的积分成正比关系 。 公式： u =KI edt KI：积分速
3、度（放大倍数）e tu t0AKIAt应用中通常用积分时间TI代替 KI 表示积分控制作用强弱。TI =1/ KI=1/ TI edtTI 是反映积分控制作用强弱的系数。 TI 越小；积分控制作用越强。积分作用特点： 控制结果消除余差 控制作用慢（不单独使用）第五章 控制规律化工过程自动化技术3、微分控制规律（D）： 定义：输出信号变化量 u 与偏差信号 e 的变化速度成正比 。 公式： u = TDTD：微分时间e tu tt0ATDA若 e=At; 则 u = TDATD 是反映微分控制作用强弱的系数。 TD 越大；微分控制作用越强。微分作用特点： 超前控制作用 不能单独使用0第五章 控制
4、规律化工过程自动化技术 小 结：P ：u =KPeI ： u =1/ TI edtD ： u = TD作用及时消除余差超前作用第五章 控制规律化工过程自动化技术二、组合控制规律：组合形式：PI、PD、PID1、比例积分控制规律：公式： u =Kp（e+ edt）e tu tt=0At0时： u =0t=0时： u =KpAKpA t0时： u =KpA+ t比例积分 特点： 控制作用强（P） 控制结果消除余差（I）t=TI第五章 控制规律化工过程自动化技术2、比例微分控制规律：公式： u =Kp（e+TD ） 理想PD特性e tu tt=0A理想PD特性曲线KpA实际PD特性曲线e tu tt
5、=0AKPKDAKpA 控制作用及时（P） 具有超前控制作用（D）特点：第五章 控制规律化工过程自动化技术3、比例积分微分控制规律（PID）：公式： u =Kp（e + edt +TD ）e tutt=0AKpAKPA（KD -1）微分先行、比例及时、积分消除余差。 特点：分析： TD =0；PI TI =；PD TD =0 TI =P第五章 控制规律化工过程自动化技术三、控制参数对控制系统过渡过程的影响：控制器参数： 、 TI 、 TD 、 TI 、 TD增强控制作用 系统稳定性下降结论：应用中， 、 TI 、 TD 要适当四、控制器的作用方向：e u 正作用e u 反作用第五章 控制规律化工过程自动化技术五、控制器的工作状态：“自动”状态：输出由控制规律根据输入信号产生。“手动”状态： （软手动、硬手动）输出由人工操作。面板见P122页第五章 控制规律化工过程自动化技术e= x给定值)z (测量值)控制系统的方框图被控对象执行器检测元件及变送器 被控对象执行器控制器检测元件及变送器被控变量 yz测量值操纵变量 q控制信号 p偏差e干扰给定值 x
