自動(dòng)控制系統(tǒng)基本知識(shí)-資料下載頁(yè)
2025-04-30 08:27本頁(yè)面
【正文】 過程 。 圖 910 簡(jiǎn)單水槽的比例控制過程 液位開始下降 作用在控制閥上的信號(hào) 進(jìn)水量增加 偏差的變化曲線 圖 911 比例度對(duì)過渡過程的影響 在 t=t0時(shí) ， 系統(tǒng)外加一個(gè)干擾作用 比例控制 優(yōu)點(diǎn) ：反應(yīng)快，控制及時(shí) 缺點(diǎn) ：存在余差 若對(duì)象的滯后較小 、 時(shí)間常數(shù)較大以及放大倍數(shù)較小時(shí) ， 控制器的比例度可以選得小些 ， 以提高系統(tǒng)的靈敏度 ， 使反應(yīng)快些 ， 從而過渡過程曲線的形狀較好 。 反之 ， 比例度就要選大些以保證穩(wěn)定 。 結(jié)論 18 積分控制 ? 一、積分控制規(guī)律及其特點(diǎn) 19 當(dāng)對(duì)控制質(zhì)量有更高要求時(shí) ， 就需要在比例控制的基礎(chǔ)上 ， 再加上能消除余差的積分控制作用 。 ??? e dtKp I 積分控制作用的輸出變化量 Δp與輸入偏差 e的積分成正比，即 （ 912） 圖 912 積分控制規(guī)律 對(duì)式 (912)微分 ,可得 eKdt pd I?? （ 914） AtKe dtKp II ?? ?當(dāng)輸入偏差是常數(shù) A時(shí) （ 913） 積分控制 結(jié)論 ? 積分控制作用輸出信號(hào)的大小不僅取決于偏差信號(hào)的大小 ,而且主要取決于偏差存在的時(shí)間長(zhǎng)短 。 ? 積分控制器輸出的變化速度與偏差成正比 。 ? 積分控制作用在最后達(dá)到穩(wěn)定時(shí) ， 偏差等于零 。 20 積分控制 圖 913 液位控制系統(tǒng) 圖 914 積分控制過程 21 積分控制 ? 二、比例積分控制規(guī)律與積分時(shí)間 比例積分控制規(guī)律可用下式表示 ? ????? e dtKeKp IC（ 915） 圖 915 比例積分控制規(guī)律 22 積分控制 23 IKT 1?由于 （ 916） 則 ???????? ??? ? e d tTeKp IC 1（ 917） AtTKAKpppICCIP ????????若偏差是幅值為 A的階躍干擾 （ 918） PCCCIP pAKAKAKppp ?????????? 2在時(shí)間 t = TI時(shí)，有 （ 919） 積分控制 ? 三、積分時(shí)間對(duì)系統(tǒng)過渡過程的影響 圖 916 積分時(shí)間對(duì)過渡過程的影響 積分時(shí)間對(duì)過渡過程的影響具有兩重性 當(dāng)縮短積分時(shí)間 ,加強(qiáng)積分控制作用時(shí) ,一方面克服余差的能力增加。另一方面會(huì)使過程振蕩加劇 ,穩(wěn)定性降低。積分時(shí)間越短 ,振蕩傾向越強(qiáng)烈 ,甚至?xí)蔀椴环€(wěn)定的發(fā)散振蕩。 24 微分控制 比例積分控制器對(duì)于多數(shù)系統(tǒng)都可采用 ， 比例度和積分時(shí)間 兩個(gè)參數(shù)均可調(diào)整 。 ? 當(dāng)對(duì)象滯后很大時(shí) ， 可能控制時(shí)間較長(zhǎng) 、 最大偏差也較大； ? 負(fù)荷變化過于劇烈時(shí) ， 由于積分動(dòng)作緩慢 ， 使控制作用不及時(shí) ， 此時(shí)可增加微分作用 。 25 微分控制 ? 一、微分控制規(guī)律及其特點(diǎn) 26 優(yōu)點(diǎn) 具有超前控制功能。 圖 917 微分控制的動(dòng)態(tài)特性 dtdeTpD??具有微分控制規(guī)律的控制器 （ 920） 微分控制 ? 二、實(shí)際的微分控制規(guī)律及微分時(shí)間 微分作用的特點(diǎn) —— 在偏差存在但不變化時(shí) ,微分作用都沒有輸出。 微分作用 27 微分控制 圖 918 實(shí)際微分器輸出變化曲線 ? ? tTKDDP DDeKAAppp ????????? 1當(dāng)輸入是一幅值為 A的階躍信號(hào)時(shí) (921) 可見 ， t =0時(shí) , Δp=KDA； t =∞時(shí) ,Δp =A。 ? 微分控制器在階躍信號(hào)的作用下 ,輸出 Δp一開始就立即升高到輸入幅值 A的 KD倍 ,然后再逐漸下降 ,到最后就只有比例作用 A了 。 ? 微分放大倍數(shù) KD決定了微分控制器在階躍作用瞬間的最大輸出幅度 。 28 微分控制 微分時(shí)間 TD是表征微分作用強(qiáng)弱的一個(gè)重要參數(shù) ， 它決定了微分作用的衰減快慢 ， 且它是可以調(diào)整的 。 ? ? tTKDD DDeKAp ???? 1 (922) 在 t = T時(shí) ,整個(gè)微分控制器的輸出為 ? ? ???? DT KAAp (925) ? ? ? ? 1 ????? ? DDD KAeKApDDKTT ?假定 則 (923) (924) 29 微分控制 ? 三 、 比例微分控制系統(tǒng)的過渡過程 ?????? ??????? dtdeTeKppp DCDP當(dāng)比例作用和微分作用結(jié)合時(shí) ,構(gòu)成比例微分控制規(guī)律 （ 927） 比例微分控制器的輸出 Δp等于比例作用的輸出 ΔpP與微分作用的輸出 ΔpD之和 。 改變比例度 δ(或 KC)和微分時(shí)間 TD分別可以改變比例作用的強(qiáng)弱和微分作用的強(qiáng)弱 。 說明 ： 30 微分控制 圖 919 微分時(shí)間對(duì)過渡過程的影響 ? 微分作用具有抑制振蕩的效果 ， 可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ,減少被控變量的波動(dòng)幅度 ,并降低余差 。 ?微分作用也不能加得過大 。 ? 微分控制具有 “ 超前 ” 控制作用 。 31 微分控制 ? 四、比例積分微分控制 同時(shí)具有比例 、 積分 、 微分三種控制作用的控制器稱為 比例積分微分控制器 。 ???????? ?????????? ?dtdeTe d tTeKpppp DICDIP1（ 928） 32 微分控制 圖 920 PID控制器輸出特性 比例度 δ 、 積分時(shí)間 TI和微分時(shí)間 TD。 三個(gè)可調(diào)參數(shù) 適用場(chǎng)合 對(duì)象滯后較大 、 負(fù)荷變化較快 、 不允許有余差的情況 。 控制規(guī)律 比例控制 、 積分控制 、 微分控制 。 33
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