测控电路第4版张国雄第5章节信号运算电路.ppt

* PID(比例–积分–微分)电路又称为PID调节器，是一种常见的控制电路。调节器的任务是将一定的物理量(被调节参数X )调节到预先给定的理论值(或称额定值W ) ，并克服干扰的影响保持这一值。 5.5 微分积分运算电路 5.5.3 PID电路 * 5.5.3 PID电路 5.5 微分积分运算电路 干扰参数 X + + + - W X - W Y Z + Z Y 对 象 AS AR 被调参数 调节偏差 调 节 器 调节参数 额定值 积分：消除静差、抑制干扰 比例：提高调节灵敏度、减小静差、减小滞后 微分：进一步减小滞后、加快调节速度 5.5 微分积分运算电路 5.5.3 PID电路 R2 R4 R3 R R RI R R1 R1 R2 R RD CD R R 5R ui uo R ∞ - + + N4 ∞ - + + N5 ∞ - + + N3 CI ∞ - + + N2 ∞ - + + N1 RP 比例 积分 微分 5.5 微分积分运算电路 R2 R1 R1 R2 RD CD ∞ - + + N5 ∞ - + + N3 ui u3 uf 5.5.3 PID电路 5.5 微分积分运算电路 R1 ui CD R2 R5 R7 Cm uo P PD PI R6 CI RPI RPD ∞ - + + N1 ∞ - + + N3 ∞ - + + N2 R RP R3 R4 5.5.3 PID电路 5.5 微分积分运算电路 5.5.4 工业生产过程调节器 （一）总电路 30kΩ 外给定 指示 S6 S4 27kΩ 390kΩ 390kΩ 470kΩ 30kΩ 升 软手动操作电路 3 4 内给 外给 S6 外给定 4~20mA 输入 1~5V UR Ui 4×500kΩ S7 500kΩ 500kΩ 电平移动电路 正反 作用 R1 R2 R3 R4 R6 ∞ _ + N1 + IR RR UT UF 500kΩ 500kΩ 500kΩ 输入指示 S5 R 给定指示 RP2 S5 指示单元 500kΩ 500kΩ 500kΩ 500kΩ 500kΩ 560Ω 内给定1~5V 1kΩ US RPs 标定 ∞ _ + N5 + ∞ _ + N6 + P2 P1 RP1 910Ω 220Ω VS 6V UB=10V 3V 910Ω 20kΩ 2 1 30kΩ RH RF 降 ∞ _ + N4 + Uo3 2kΩ 40kΩ 40kΩ 2.4kΩ 负载 3CG21 R7 R8 R9 UF4 Uf 3DG27C 24V Rf Io 62.5Ω 10kΩ 10kΩ R10 10kΩ 输出电路 UT4 UB=10V RPI 硬手动操作电路 ×10 1kΩ 9.1kΩ Uo2 CM 62kΩ~15MΩ 3.9~10kΩ S1 10μF 比例微分电路 比例积分电路 ∞ _ + N3 + RPP 3 PD PI UT3 UF3 ×1 S3 2 1 1kΩ CI 1 3 2 S2 VD V RP4 24V 测量 ∞ _ + N1 + 1kΩ RP3 9.1kΩ CM UT2 UF2 2×5kΩ Uo1 470kΩ 30kΩ 5.5 微分积分运算电路 5.5.4 工业生产过程调节器 500kΩ 500kΩ 500kΩ 输入指示 给定指示 RP2 S5 S5 指示单元 500kΩ 500kΩ 500kΩ 500kΩ 500kΩ 560Ω 内给定1~5V 1kΩ US RPs ∞ _ + N5 + P1 RP1 910Ω 220Ω VS 6V UB=10V 调整3V 910Ω S6 Ui 测量输入 标定 P2 ∞ _ + N5 + 调灵 敏度 调灵 敏度 UR 内外给定 按3V标定 测量给定 差动放大器 差动放大器 先通过标定调灵敏度 （二）指示电路 5.5 微分积分运算电路 5.5.4 工业生产过程调节器 （三）电平移动电路 内给 外给 S6 外给定 4~20mA 输入 1~5V UR Ui 4×500kΩ S7 500kΩ 正反 作用 R1 R2 R3 R4 R5 R6 ∞ _ + N1 + IR RR UF U+ Uo1 2×5kΩ 满足放大器的共模电压范围的要求 US 500kΩ 接软手动操作电路 5.5 微分积分运算电路 5.5.4 工业生产过程调节器 （三）电平移动电路 b）反相端输入 R5 UF R2 R3 ∞ _ + N1 + R1 R4 US ∞ _ + N1 + UB R6 Ui 0.5Uo1+UB a）同相端输入 UT 独立作用原理 满足放大器的共模电压范围的要求 5.5 微分积分运算电路 5.5.4 工业生产过程调节器 S1、S2: 1-自动测量 2