自动控制仪表1.ppt

第五章自动控制仪表第一节概述三、控制仪表的分类：
基地式控制仪表
检测、控制、显示组合在一起的一类仪表。
单元组合式控制仪表
在系统规定的统一的通讯方式下，按要求给出相应的控制信号。
计算机控制系统
以计算机为中心控制单元，以测试仪表、执行机构等单元为外围设备的系统。第二节基本控制规律及其对系统过渡过程的影响双位控制是自动控制系统中最简单也很实用的一种控制规律，调节器输出只有2个固定的数值，即只有2个极限位置，其基本的控制规律可描述为：二、具有中间区的双位控制双位控制——总结纯比例控制P比例调节规律表达式：比例增益KP是比例调节器输出变化量u与偏差e之比：二、比例度及其对控制过程的影响结论：·纯比例控制系统，过渡过程结束以后必定存在余差。
·KP越大或越小余差越小

KP越大或越小控制作用越强
余差越小、最大偏差越小
KP太大或太小控制作用太强
稳定性降低、甚至造成系统不稳定纯比例调节系统的特点：控制及时
控制结果有余差
纯比例控制适用场合：干扰幅度较小
纯滞后较小
负荷变化不大
控制要求不太高比例积分控制PI积分作用是指调节器的输出与输入（偏差）对时间的积分成比例的特性。表达式为：二、比例积分控制规律与积分时间：三、积分作用对过渡过程的影响采用比例积分控制作用时，积分时间对过渡过程的影响具有两重性。在同样的比例度下，缩短积分时间Ti，将使积分调节作用加强，容易消除余差，这是有利的一面。但缩短积分时间，加强积分调节作用后，会使系统振荡加剧，有不易稳定的倾向。积分时间越短，振荡倾向越强烈，甚至会成为不稳定的发散振荡，这是不利的一面。
由图可以看出，积分时间过大或过小均不合适。Ti过大，积分作用不明显，余差消除很慢，见曲线3，Ti过小，过渡过程振荡太剧烈，稳定程度降低，见曲线1。积分作用的特点：消除余差，会降低系统稳定性；
注意事项：
★引入积分作用以后，能消除余差，但系统的稳定性必然会降低，所以在使用过程中应适当降低比例作用（增大比例度或降低比例增益）
★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比例微分控制PD微分作用是指调节器的输出与输入变化率成比例关系，成比例的特性。表达式为：二、比例微分控制作用三、实际的比例微分控制作用实际比例微分控制作用的阶跃响应微分作用对过渡过程的影响微分作用的特点：对于有过渡滞后的对象，采用PD控制能明显改善过渡过程的品质；
PD控制有超前作用
Td，微分作用加强，系统稳定性提高，表现为：
衰减比增大；过渡过程最大偏差减少emax；过渡时间tp；
Td太大，微分作用太强，导致反应速度过快，引起系统振荡
引入微分作用以后，不能消除余差，但余差会有所减少
微分作用对纯滞后的对象不起作用。微分作用适用于过渡滞后强的对象，如：温度对象(其他系统较少用)
微分作用对高频噪声非常敏感，在流量控制系统总流量测量信号通常包含脉冲干扰，象这类对象一般不加微分作用。
有些系统由于反应太快，可加“反微分”，以降低系统的灵敏度。
现场控制系统中用比例微分作用的不多，较常见的是比例积分微分三作用控制规律（通常称为PID控制）。常见对象特点及其常用调节器类型