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1、第2章 控制系统基本组成环节特性分析,控制规律及其对过渡过程的影响,控制系统的运行质量在很大程度上决定于控制器的性能，即控制规律的选取。 位式控制 比例控制 积分控制 微分控制,控制规律及其对过渡过程的影响,控制规律及其对过渡过程的影响,位式控制,双位控制,理想的双位控制器其输出p与输入偏差额e之间的关系为,理想双位控制特性,双位控制示例,将上图中的测量装置及继电器线路稍加改变，便可成为一个具有中间区的双位控制器，见下图。由于设置了中间区，当偏差在中间区内变化时，控制机构不会动作，因此可以使控制机构开关的频繁程度大为降低，延长了控制器中运动部件的使用寿命。,实际的双位控制规律,具有中间区的双位
2、控制过程,位式控制,位式控制,位式控制,三位控制对系统的控制效果较好，但会使控制装置的复杂程度增加。,三位控制器特性图,比例控制,在双位控制系统中，被控变量不可避免地会产生持续的等幅振荡过程，为了避免这种情况，应该使控制阀的开度与被控变量的偏差成比例，根据偏差的大小，控制阀可以处于不同的位置，这样就有可能获得与对象负荷相适应的操纵变量，从而使被控变量趋于稳定，达到平衡状态。,水槽液位控制,比例控制,一、比例控制规律及其特点,简单比例控制系统示意图,比例控制器实际上是一个放大倍数可调的放大量,比例控制,如上图，根据相似三角形原理,所以，对于具有比例控制的控制器,比例控制,比例度 是指控制器输入的
3、变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数。,二、比例度及其对控制过程的影响,1.比例度,比例控制,比例控制,比例度与输入输出的关系,将上式改写后得,比例控制,对一只控制器来说， K是一个固定常数。,而,KC值与值都可以用来表示比例控制作用的强弱。,比例控制,简单水槽的比例控制系统的过渡过程。,简单水槽的比例控制过程,液位开始下降,作用在控制阀上的信号,进水量增加,偏差的变化曲线,比例度对过渡过程的影响P38,在t=t0时，系统外加一个干扰作用,比例控制,优点：反应快，控制及时 缺点：存在余差,积分控制,积分控制规律及其特点,当对控制质量有更高要求时，就需要在比例控制的基础上，再加上能消除余
4、差的积分控制作用。,积分控制规律,第三节 积分控制,积分控制,比例积分控制规律与积分时间,比例积分控制规律,积分控制,积分控制,积分时间对系统过渡过程的影响,积分时间对过渡过程的影响,微分控制,比例积分控制器对于多数系统都可采用，比例度和积分时间两个参数均可调整。 当对象滞后很大时，可能控制时间较长、最大偏差也较大； 负荷变化过于剧烈时，由于积分动作缓慢，使控制作用不及时，此时可增加微分作用。,微分控制,微分控制规律及其特点,微分控制的动态特性,微分控制,实际的微分控制规律及微分时间,微分作用的特点在偏差存在但不变化时,微分作用都没有输出。,实际微分控制规律是由两部分组成：比例作用与近似微分作
5、用，其比例度是固定不变的，恒等于100%，所以认为：实际的微分控制器是一个比例度为 100%的比例微分控制器。,微分作用,微分控制,微分时间TD是表征微分作用强弱的一个重要参数，它决定了微分作用的衰减快慢，且它是可以调整的。,在t = T时,整个微分控制器的输出为,微分控制,比例微分控制系统的过渡过程,微分控制,微分时间对过渡过程的影响,微分作用具有抑制振荡的效果，可以提高系统的稳定性,减少被控变量的波动幅度,并降低余差。 微分作用也不能加得过大。 微分控制具有“超前”控制作用。,微分控制,比例积分微分控制,同时具有比例、积分、微分三种控制作用的控制器称为比例积分微分控制器。,微分控制,PID控制器输出特性,例题分析,1.目前,在化工生产过程中的自动控制系统,常用控制器的控制规律有位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。试综述它们的特点及使用场合。,解：列表分析如下:,
