第四章控制器的作用规律解读.ppt

第四章 控制器的作用规律 §4-0 引言 §4-0 引言 §4-1 两位式控制器 §4-1 两位式控制器 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-2 比例作用规律 §4-3 积分作用规律 §4-3 积分作用规律 §4-3 积分作用规律 §4-4 比例积分作用规律 §4-4 比例积分作用规律 §4-4 比例积分作用规律 §4-4 比例积分作用规律 §4-4 比例积分作用规律 §4-5 比例微分作用规律 §4-5 比例微分作用规律 §4-5 比例微分作用规律 §4-6 比例积分微分作用规律 §4-6 比例积分微分作用规律 §4-7 控制器作用规律的实现方法 §4-7 控制器作用规律的实现方法 §4-7 控制器作用规律的实现方法 ST §4-0 引言 §4-1 两位式控制器 §4-2 比例作用规律 §4-3 积分作用规律 §4-4 比例积分作用规律 §4-5 比例微分作用规律 §4-6 比例积分微分作用规律 §4-7 控制器作用规律的实现方法 输出特性曲线 结束 ST 控制器是组成控制系统的基本环节之一，也是系统中控制仪表的核心部分。根据控制要求和控制对象的特性，应采用不同作用规律的控制器。 ST 控制器的两个研究方面： 作用规律：p(t)=f(e(t))，即传递函数的结构。也称控制规律或调节规律。 2. 作用强度：每一种作用规律的控制强度。反映在传递函数中，就是其分子和分母中的各项系数。 END ST 被控量在设定的上限和下限之间变化，调节器的输出只有两个状态（0或1）。 Fig.4-2 Fig.4-3 例1 浮子式锅炉水位的两位控制。 被控量输出曲线 ST Fig.4-4 例2 两位式压力开关。 END 下限值（P下）：由给定值弹簧设定 上限值（P上）：由幅差弹簧设定 P上= P下+ΔP 若压力整定范围P下 = 0kg/cm2～8kg/cm2，ΔP= 0.7kg/cm2～2.5kg/cm2，要求范围为6.4kg/cm2～7.5kg/cm2，则调整方法为： （1）调整给定螺钉，使指针指在6.4 5kg/cm2上； （2）调整幅差弹簧2.2格 ST 比例作用规律（P）：控制器的输出变化量与输入（偏差） 变化量成比例。 K——比例系数 ST 例：浮子式水位比例控制系统 比例带δ（或 PB）：当控制器的输出作100%变化时，其输 入量变化（数值上等于被控量的变化） 的百分数。 图 4-5 ST 比例控制器的输出曲线： t t h μ Δh t0 t0 比例控制器的特点：存在静态偏差 原因：控制器的输出依赖于偏差的 存在而存在。 δ↑ →比例作用↓ →静态偏差↑ δ↓ →比例作用↑ →静态偏差↓ ST 采用比例控制器的单容水柜水位控制系统过渡过程： ＋ － － ＋ △λ Gf(s) GO(s) GQ(s) GC(s) Gm(s) h h0 h △Q △Q1 △Q2 △h △μ △λ↑→h↓ ST － － GO(s) GQ(s) GC(s) Gm(s) h △Q △Q1 或△Q2 △λ ST ＋ － ＋ GO(s) GQ(s) GC(s) Gm(s) h h0 h △h △μ － △λ ST ＋ h0 h － △λ h △λ -1 ST h △λ -1 h △λ -1 ST ST 从传递函数可以看出，这是一个一阶惯性系统，若关小出水阀，即 ，则可求出 其过渡过程曲线如图4-9所示。 特点： （1）非周期过程，不会产生振荡； （2）有差控制，且比例系数KP越大（或δ越 小），静态偏差越小。 ST 采用比例控制器的双容水柜水位控制系统过渡过程：图4-10 对象传递函数 系统传递函数 ST 比例带δ对控制系统过渡过程的影响：图4-11 表4-1 END ST 积分作用（I）：控制器的输出与输入之间呈积分关系。 TI ——积分时间。 TI ↑→积分作用↓ h μ t