§1-3__调节器与调节作用规律课件.ppt

船舶电气与自动化;调节器;系统为偏差驱动 调节器的输入是被控量的偏差值 调节器的输出是控制量 可看作一个对象或环节 调节器的作用规律： ;引言;引言;主要内容;双位;§1-3-1双位作用规律;§1-3-1双位作用规律;1-浮子室 2-浮子 3-调节板框架 4-枢轴 5-上、下限销钉 6、12-同极性永久磁铁；7-静触点 8-开关箱 9-转轴 10-转杆 11-动触点;§1-3-1双位作用规律;§1-3-1双位作用规律;P;§1-3-2 比例作用规律;例2：浮子式水位比例控制系统;如何改变比例系数？ 为什会存在静态偏差？ 控制器的输出依赖于偏差的存在而存在。假设无偏差，则阀的开度恢复平衡前的状态，平衡被打破。 静态偏差与比例系数的关系 K越大，稳态时静态偏差越小，反之亦然。 适用场合 比例调节器广泛应用于对被控量稳态精度要求不是很高的场合 ;2、比例带δ（或 PB）：是指调节器的相对输入量与相对输出量之比的百分数.;比例带越小，比例作用越强；比例带越大，比例作用越弱。 控制对象惯性大的控制系统，可使比例带小一点，如温度、粘度等控制系统，其控制对象惯性比较大，可选定PB = 50％左右。反之，对于控制对象惯性小的控制系统，比例带可适当选定大一点，如液位控制系统，其控制对象惯性都比较小，可选定PB = 70％～80％。 在调节器上都设有比例带调整旋钮，用来设定比例带，一般在5％～300％之内。;喷嘴挡板;;;总结 1、比例作用规律实现简单，控制作用及时，是其它控制规律（双位除外）的基础； 2、比例作用强弱取决于比例带或比例系数，比例带大比例作用弱，比例系数大比例作用强； 3、比例作用控制导致系统存在静态偏差，比例作用强，静态偏差小，但无法避免。;§ 1-3-3 比例微分作用规律 ;微分作用特点： 1、微分作用的输出与偏差的绝对值没有关系 2、根据偏差变化速度，超前控制，抵制偏差： 偏差出现开始，控制作用较强 当偏差值变化缓慢时，微分控制作用微弱 偏差为常数时，微分控制器没有输出 3、微分控制无法消除偏差，只能作为一种辅助控制作用。 4、常用于控制对象惯性大，时延较明显的对象。;比例作用为主，决定调节器的最终输出变化量 微分作用只起超前控制的辅助作用。;§1-3-3 比例微分作用规律 ;;§1-3-3 比例微分作用规律 ;§1-3-3 比例微分作用规律 ;小结 1、微分作用具有超前调节的功能，输出减小的过程即为微分消失过程； 2、微分作用不能单独用作调节器，一般与比例或者比例积分一起构成PD或者PID调节器； 3、微分时间短，微分消失得快，微分作用弱，反之； 4、调节器最后输出与偏差成比例，即剩下比例作用 5、比例微分作用为有差控制器，适用于对静态精度要求不高的场合。 ;PI;§ 1-3-4 比例积分作用规律;积分作用特点 1、可以消除静态偏差； 2、控制作用不及时，超调严重，波动大； 3、常与比例作用（P）一起组成比例积分（PI）调节器。;§ 1-3-4 比例积分作用规律;§ 1-3-4 比例积分作用规律;§ 1-3-4 比例积分作用规律;若 k=1 ，输入偏差为Δh，则输出;PI调节器的整定原则： 在PI调节器上设有两个旋钮，分别用来整定PB、Ti 。 在整定 Ti 时，切忌值整定得太小，否则积分作用太强，系统稳定性差 如果 Ti 值不能进行准确地整定，可以采用宁大勿小的策略。因为 Ti 值略微偏大时，尽管积分作用偏弱，但只会使消除静态偏差的时间稍长而别无它害。积分时间 Ti 的整定范围一般在3s至20min之内 控制对象惯性大，选取 Ti 值要大一些，反之。;积分时间TI;§1-3-4 比例积分作用规律;达到平衡状态时：;正作用调节器 比例带调整： 则比例带↑ ，比例作用↓ ，正反馈↓ 则比例带↓ ，比例作用↑，正反馈↑，抵制负反馈 积分时间调整： 积分时间变长， 积分作用减弱 积分时间缩短， 积分作用增强 ; 若达到稳定状态时，测量值=给定值 若测量值给定值，（PZ=PF），杠杆会在积分的作用下一直顺时针旋转，输出将一直增加，直到……。;总结 1、积分作用可以消除静态偏差； 2、积分时间Ti长，积分作用弱，反之亦然； 3、积分时间无穷大时可视为积分作用切除； 4、比例积分控制器中积分时间的求法;§3-5 比例积分微分作用规律;§3-5 比例积分微分作用规律;PID调节器的实现方法： 1、三种反馈并行地叠加在一起形成调节器内部的综合反馈； 2、在比例积分调节器前串联一个微分器来实现（如，后文的QTM气动PID调节器）。;PID作用选取原则 若被控