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1、微分(D)控制规律 当e=常数，阶跃偏差作用下， TD —微分时间常数； de/dt—偏差变化速度 。 e(mA) t 0 t0 2 t 0 P(mA) t0 “∞” “0” 四、微分控制 第三十一页，共四十四页，2022年，8月28日 第一页，共四十四页，2022年，8月28日 第一节 概 述 构成自动控制系统的仪表称为过程控制仪表。 主要包括变送器、控制器和执行器。还包括很 多种辅助仪表。 e z x P 第二页，共四十四页，2022年，8月28日 给定值（x）： 工艺要求的量值。 测量值（z）: 被控变量实际值。 偏 差（e）: 测量值与给定值之差（e= z-x )。 正偏差：ex时。 负偏差：ex时。 操纵值（P）：控制器的输出信号。 自动控制仪表 第三页，共四十四页，2022年，8月28日 正作用控制器：正偏差时，控制器的输出增大变化。 反作用控制器：负偏差时，控制器的输出增大变化。 一般用操纵值的变化量描述控制规律。 自动控制仪表 第四页，共四十四页，2022年，8月28日 稳态(静态)时： 我们关心的是ΔP如何变化， ΔP的大小和方向由 控制规律所决定。 自动控制仪表 e p z x 当 Q00时， 控制阀如何控制? 第五页，共四十四页，2022年，8月28日 控制规律的研究内容: 当z≠x时，P有一个变化量△P，使执行器产生控制作用，z→x。即：△P是用来克服偏差的，则控制规律研究的是△P与e之间随时间变化的关系。 控制规律有自适应、预估 、模糊控制算法 、PID 算法等。 最常用的控制规律是PID算法，它由基本控制规律P、I、D组成P、PI、PD、PID，统称PID。 自动控制仪表 第六页，共四十四页，2022年，8月28日 一、双位控制 1、双位控制规律 Pmax e＞0 （e＜0） P Pmin e＜0 （e＞0） 2、举例 液位 电磁线圈 阀门 进料 液位 H＞H0 通电 关闭 切断进料 H→H0 H＜H0 断电 打开 进料 H→H0 第七页，共四十四页，2022年，8月28日 中间区：被控变量有一定的变化范围 第八页，共四十四页，2022年，8月28日 第九页，共四十四页，2022年，8月28日 3、品质指标：振幅 周期 原则：使振荡幅值在允许的范围内，尽可能的 使周期延长。 4、特点：结构简单、成本低、易实现 第十页，共四十四页，2022年，8月28日 1、比例控制规律（P） e P z x 自动控制仪表 二、比例控制 第十一页，共四十四页，2022年，8月28日 a b 比例控制系统示意图 举例：如图是一液位控制系统。 当液位下降时， 浮球跟随下降， P e 自动控制仪表 e 第十二页，共四十四页，2022年，8月28日 KP—比例增益;（放大倍数） 杠杆就是控制器，p是控制器的输出。e是控制器的输入。 e p a b e P Z x 所以 自动控制仪表 因此， 第十三页，共四十四页，2022年，8月28日 定义：比例控制规律的输出变化量与输入偏差e成正比。 e t t △P t0 C t0 KpC 自动控制仪表 第十四页，共四十四页，2022年，8月28日 比例度就是指控制器输入的相对值与相应的输出的 相对变化值之比的百分数。用式子表示： 由于比例增益KP是有量纲的量，在工程上常将其转换 成一个无量纲的量：比例度 2、比例度 自动控制仪表 第十五页，共四十四页，2022年，8月28日 e:输入的最大变化量，即仪表的量程。 P:输出的最大变化量，即控制器输出的工作范围。 自动控制仪表 第十六页，共四十四页，2022年，8月28日 对于控制器采用标准信号时： P变化范围 = e变化范围 所以 （强） 故： （对于单元组合仪表：K=1 ） 第十七页，共四十四页，2022年，8月28日 例题: 一Ⅲ型比例控制器温度刻度范围是100—200 ℃控制器的输出工作范围是4—20mA。当指示值 从140 ℃变化到160 ℃时控制器的输出从8mA变化 到16mA。比例度是多少？ =40% 当测量温度变化了全量程的40%时，控制器的输出 从4mA—20mA。在这个范围内，温度的变化与控 制器的输出P是成比例的。 自动控制仪表 第十八页，共四十四页，2022年，8月28日 ΔPmin ΔP