ICE调节器教学PPT.pptx

第三节ICE调节器 一、方框图 二、输入电路 三、PD电路 四、PI电路 五、输出电路 六、手动操作电路 七、指示电路 八、传递函数 一、基本定义 二线制、 软手动、 硬手动、 保持特性、无平衡无扰动切换二、基本构成　输入电路、 PD电路、 PI电路的原理电路（掌握读图及元件的作用）三、基本原理 本节重点内容介绍1、输入电路（掌握采用偏差、差动输入、电平移动电路的原因，会用叠加原理推导电路的输入输出关系式）2、PD电路和PI电路（掌握电路的定性分析, 即t=0、t0、t0时电路的变化过程）3、双向无平衡无扰动切换（掌握自动→手动、手动→自动无平无扰切换的原因）1~5V转换成1~5mA，红针显示测量对U01进行PD运算U03 →Io一、方框图(课本P15)对U02进行PI运算2（Ui-Us）→U01测量指示红针指示1-5mADC测量指示电路A自4-20mAUo3Ui1-5VDCUo1Uo2输出电路PI电路输入电路PD电路Us1-5VDC软M硬H输出指示硬手操电压和Io成比例关系给定指示黑针指示1-5mADCRL给定指示电路软手动电路硬手动电路1~5V转换成1~5mA，黑针显示给定软手操电压对时间的积分和Io成比例关系回顾I，D，PI，PD，PID调节器的相关参数整定，定义，特点，输入输出特性。关于Ti的思考题ICE的方框图 自愿报名做实验，先报先得。 二、输入电路 （一）作用及原理电路 1、作用 2(U i－Us) 0V→10V 2、原理电路（p16）R51R32 A5－△U iUo1R33R52＋R34Rcm1UsR39R35R53Ucm1UBRcm2Ucm2Ui输入电阻反馈电阻导线电阻输出电压反馈电阻Us输入电阻输出电阻基准电压导线电阻导线电阻电压 A5—理想IC IC的静态偏置电流IC同相输入端和反相输入端之间的阻抗差模输入阻抗=∞偏置电流Ib1、Ib2≈0共模增益＝0差模增益＝∞IC输出电压和共模输入电压之间的增量比IC输出电压和差模输入电压之间的直流增量比 （二）工作原理 1、为何是偏差？ ——调节器应接受偏差信号U i－Us 输入电路采用了Ui和Us并联比较的方式获得偏差信号R32－U i差模输入阻抗→∞A5εR33＋R34UsR35－R=R32+R33R=R34+R35U iUs→∞＋偏差信号 2、为何是差动？ ——消除导线电阻压降Ucm1和Ucm2的影响 输入电路采用了差模信号和共模信号转换的方式消除影响二线制变送器 A5调节器＋U iUs24V250Ω－IiUcm14-20mADCRcm124V供电，调节器和两线制变送器都接24V上4-20mA信号和24V供电用同样的2根导线二线制变送器定义： 测量信号和电源负端公用一根导线。4 ~20mA流经负载电阻250Ω产生了U iUi＝4 ~20mA×250Ω＝1~5V信号线和电源线公用2根导线的变送器4 ~20mA流经导线电阻Rcm1产生了U cm1Ucm1＝4 ~20mA× Rcm1Ω＝0~1VUS ＝1~5V或US ＝ 4~20mA×250Ω＝1~5V调节器的输入信号＝ Ui ＋ U cm1 －US 引入一个误差信号U cm1 ，是不允许的。 分析：导线电阻产生的Ucm1作用在IC的两个输入端之间，是个差模信号，理想IC对差模信号有放大作用，对共模信号有抑制作用，如果将Ucm1由差模信号转换成共模信号，利用理想IC对共模信号的抑制作用就可以排除Ucm1的影响。U i－UsR32－U i差模输入阻抗→∞A5εR33＋R34UsR35Rcm1Rcm2Ucm1Ucm2接成了差动输入的形式R32－U i差模输入阻抗→∞A5εR33＋Rcm1Ucm1大小相等、方向相反的形式作用IC两个输入端之间的信号Ui 是个差模信号，就被放大。Ucm1是个共模信号，不会被放大。大小相等、方向相同的形式作用IC两个输入端对地之间的信号3、为何是电平移动? ——满足共模输入电压范围的要求。输入电路采用了基准电压不相等的方式满足共模的要求 电平移动的定义： 共模输入电压范围的定义： 将电源负端为零电平的信号转换成以参考电位为基准的信号在保证IC正常工作的情况下，IC的UT或UF的大小。 输入电路的IC： 型号μpc157A电源24VDC共模输入电压范围2~19.5VDCUF ＝UT : [2 19.5]VDC把以0V为基准的Ui送入IC，它的共模输入电压范围≠2~19.5V，IC不工作。 把以？V为基准的Ui送入IC，它的共模输入电压范围＝2~19.5V，保证IC正常工作？R51R32 A5－△U iUo1R33R52＋R34Rcm1UsR39R35R53Ucm1UBRcm2Ucm2Ui与Uo的关系：等效电路法R34R39UBUFUTR51R33R32R3