武漢理工大學(xué)過(guò)程控制第3章上

1、過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章控制儀表又稱(chēng)控制器或調(diào)節(jié)器。其作用是把被控控制儀表又稱(chēng)控制器或調(diào)節(jié)器。其作用是把被控變量的測(cè)量值和給定值進(jìn)行比較，得出偏差后，按變量的測(cè)量值和給定值進(jìn)行比較，得出偏差后，按一定的調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，輸出控制信號(hào)，以推動(dòng)一定的調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，輸出控制信號(hào)，以推動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。執(zhí)行器動(dòng)作，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)?？刂苾x表控制儀表按工作能源分類(lèi)有：按工作能源分類(lèi)有：1、 電動(dòng)電動(dòng)儀表儀表以以220VAC或或24VDC作為工作能源，其輸入輸出作為工作能源，其輸入輸出信號(hào)均采用信號(hào)均采用010mA或或420mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

2、過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章2、氣動(dòng)儀表、氣動(dòng)儀表以以140kPa的氣壓信號(hào)作為工作能源，其輸入的氣壓信號(hào)作為工作能源，其輸入輸出信號(hào)均采用輸出信號(hào)均采用20100kPa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)。的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)。3、自力式儀表、自力式儀表hQ1Q2 不需要專(zhuān)門(mén)不需要專(zhuān)門(mén)提供工作能源。提供工作能源。 例：自力式例：自力式液位調(diào)節(jié)器液位調(diào)節(jié)器過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 控制儀表的發(fā)展基本上分為三個(gè)階段：控制儀表的發(fā)展基本上分為三個(gè)階段：1、基地式儀表基地式儀表 q 將檢測(cè)、控制、顯示功能設(shè)計(jì)在一個(gè)整體內(nèi)，將檢測(cè)、控制、顯示功能設(shè)計(jì)在一個(gè)整體內(nèi)，安裝在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上。安裝

3、在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上。q安裝簡(jiǎn)單、使安裝簡(jiǎn)單、使用方便。但一般通用方便。但一般通用性差，只適用于用性差，只適用于小規(guī)模、簡(jiǎn)單控制小規(guī)模、簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章2、單元式組合儀表單元式組合儀表q單元組合式儀表是將儀表按其功能的不同單元組合式儀表是將儀表按其功能的不同分成若干單元（例變送單元、給定單元、控制單分成若干單元（例變送單元、給定單元、控制單元、顯示單元等），每個(gè)單元只完成其中的一種元、顯示單元等），每個(gè)單元只完成其中的一種功能。功能。q其中的控制單元是接受測(cè)量與給定信號(hào)，其中的控制單元是接受測(cè)量與給定信號(hào)，然后根據(jù)它們的偏差進(jìn)行控制運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果然

4、后根據(jù)它們的偏差進(jìn)行控制運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果作為控制信號(hào)輸出。作為控制信號(hào)輸出。q各個(gè)單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)相互聯(lián)系。各個(gè)單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)相互聯(lián)系。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章DDZ-電動(dòng)儀表電動(dòng)儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章DDZ-氣動(dòng)儀表氣動(dòng)儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章DDZDDZ電動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章DDZ-S單回路調(diào)節(jié)器單回路調(diào)節(jié)器 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章DDZ-S單回路調(diào)節(jié)器單回路調(diào)節(jié)器 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章DDZ

5、組裝儀表組裝儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章3、以微處理器為中心的控制儀表（裝置）以微處理器為中心的控制儀表（裝置）內(nèi)設(shè)微處理器，控制功能豐富，很容易構(gòu)成各內(nèi)設(shè)微處理器，控制功能豐富，很容易構(gòu)成各種復(fù)雜控制系統(tǒng)。種復(fù)雜控制系統(tǒng)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的有：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的有：q工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（DDS） q集散控制裝置（集散控制裝置（DCS） q單回路數(shù)字控制器（單回路數(shù)字控制器（SLPC）q可編程數(shù)字控制器（可編程數(shù)字控制器（PLC） q現(xiàn)場(chǎng)總線控制裝置（現(xiàn)場(chǎng)總線控制裝置（FCS） 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章過(guò)程控制系統(tǒng)與儀

6、表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章YS100單回路調(diào)節(jié)器單回路調(diào)節(jié)器過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章YS80單回路調(diào)節(jié)器單回路調(diào)節(jié)器過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章CENTUM-XL綜合控制系統(tǒng)綜合控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章3.1基本控制規(guī)律及特點(diǎn)基本控制規(guī)律及特點(diǎn)所謂控制規(guī)律是指控制器的輸出信號(hào)與輸入偏所謂控制規(guī)律是指控制器的輸出信號(hào)與輸入偏差信號(hào)之間的關(guān)系。差信號(hào)之間的關(guān)系?？刂破鞯妮斎胄盘?hào)是變送器送來(lái)的測(cè)量信號(hào)和控制器的輸入信號(hào)是變送器送來(lái)的測(cè)量信號(hào)和內(nèi)部人工設(shè)定的或外部輸入的設(shè)定

7、信號(hào)。設(shè)定信號(hào)內(nèi)部人工設(shè)定的或外部輸入的設(shè)定信號(hào)。設(shè)定信號(hào)和測(cè)量信號(hào)經(jīng)比較環(huán)節(jié)比較后得到偏差信號(hào)和測(cè)量信號(hào)經(jīng)比較環(huán)節(jié)比較后得到偏差信號(hào) e ，它，它是設(shè)定值信號(hào)是設(shè)定值信號(hào) r 與測(cè)量信號(hào)與測(cè)量信號(hào) x 之差。之差。 y = f (e) e = r x 或或 e = x - r過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章控制規(guī)律有控制規(guī)律有斷續(xù)控制斷續(xù)控制和和連續(xù)控制連續(xù)控制兩類(lèi)：兩類(lèi)：一、一、斷續(xù)控制斷續(xù)控制控制器輸出接點(diǎn)信號(hào)，如雙控制器輸出接點(diǎn)信號(hào)，如雙位控制、三位控制。位控制、三位控制。二、二、連續(xù)控制連續(xù)控制控制器輸出連續(xù)信號(hào)，如比控制器輸出連續(xù)信號(hào)，如比例控制、比例積分控制、比例

8、微分控制、比例積分例控制、比例積分控制、比例微分控制、比例積分微分控制。微分控制。3.1.1 雙位控制雙位控制雙位控制器只有兩個(gè)輸出值，相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)雙位控制器只有兩個(gè)輸出值，相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有開(kāi)和關(guān)兩個(gè)極限位置，因此又稱(chēng)只有開(kāi)和關(guān)兩個(gè)極限位置，因此又稱(chēng)開(kāi)關(guān)控制開(kāi)關(guān)控制。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章理想的雙位控制器輸出理想的雙位控制器輸出 y 與輸入偏差與輸入偏差 e 之間的之間的關(guān)系為關(guān)系為：e 0 0 （或（或e 0 0）時(shí)時(shí)= =ymaxyminye 0 0 0）時(shí)時(shí)理想的雙位控制特性理想的雙位控制特性ymaxyminey有中間區(qū)的雙位控制特性有中間區(qū)的雙位控制特性y

9、maxyminey過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 例例1：溫度雙位控制系統(tǒng)：溫度雙位控制系統(tǒng)： 溫度低于給定值時(shí)，溫控器輸出高電平，繼電溫度低于給定值時(shí)，溫控器輸出高電平，繼電器吸合，加熱器通電加熱；溫度高于給定值時(shí)，溫器吸合，加熱器通電加熱；溫度高于給定值時(shí)，溫控器輸出低電平，繼電器斷開(kāi)，加熱器斷電?？仄鬏敵龅碗娖?，繼電器斷開(kāi)，加熱器斷電。220V進(jìn)水進(jìn)水出水出水過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章二位式控制器電路原理框圖：二位式控制器電路原理框圖：測(cè)量信號(hào)測(cè)量信號(hào)給定信號(hào)給定信號(hào)U0是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)器，根據(jù)被調(diào)量偏差符是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)器，根據(jù)被調(diào)量偏差符號(hào)

10、的正、負(fù)，輸出只有兩個(gè)位置，高電平或低電號(hào)的正、負(fù)，輸出只有兩個(gè)位置，高電平或低電平，可以當(dāng)一個(gè)電子開(kāi)關(guān)用。平，可以當(dāng)一個(gè)電子開(kāi)關(guān)用。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章三位控制：三位控制： 控制器有三個(gè)輸出位值，可以控制兩個(gè)繼電器?？刂破饔腥齻€(gè)輸出位值，可以控制兩個(gè)繼電器。ymaxymineye2e1測(cè)量信號(hào)測(cè)量信號(hào)給定給定1U01U02給定給定2三位控制器電路原理框圖：三位控制器電路原理框圖：過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 例例2：溫度三位控制系統(tǒng)溫度三位控制系統(tǒng) 溫度低于溫度低于T1時(shí)，溫控器使繼電器時(shí)，溫控器使繼電器1、2都吸合，都吸合，加熱器加熱器1、2

11、都通電加熱；溫度高于都通電加熱；溫度高于T1低于低于T2時(shí)，溫時(shí)，溫控器使繼電器控器使繼電器1吸合、繼電器吸合、繼電器2斷開(kāi)，只有加熱器斷開(kāi)，只有加熱器1通通電；溫度高于電；溫度高于T2時(shí)，繼電器時(shí)，繼電器1、2都斷開(kāi)。都斷開(kāi)。J1J2T2T1122220V進(jìn)水進(jìn)水出水出水過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 溫度三位控制效果：溫度三位控制效果：溫度偏差大時(shí)，升溫速度溫度偏差大時(shí)，升溫速度快；溫度偏差小時(shí)，小幅調(diào)整?？?；溫度偏差小時(shí)，小幅調(diào)整。tyTT2T1t要使調(diào)節(jié)過(guò)程平穩(wěn)準(zhǔn)確，必須使用輸出值能要使調(diào)節(jié)過(guò)程平穩(wěn)準(zhǔn)確，必須使用輸出值能連續(xù)變化的調(diào)節(jié)器。連續(xù)變化的調(diào)節(jié)器。過(guò)程控制系統(tǒng)

12、與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章PY( )W( )E( )ssKs=傳遞函數(shù)為傳遞函數(shù)為 3.1.2 比例控制（比例控制（P）控制器輸出控制器輸出y（t）和偏差信號(hào)和偏差信號(hào)e（t）成比例關(guān)系成比例關(guān)系py(t)K e(t)=Kp比例增益比例增益 Pye被控變量被控變量測(cè)量值測(cè)量值x被控變量被控變量給定值給定值xr過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章浮球?yàn)樗粋鞲衅鳎軛U為控制器，活塞閥為浮球?yàn)樗粋鞲衅?，杠桿為控制器，活塞閥為執(zhí)行器。如果某時(shí)刻執(zhí)行器。如果某時(shí)刻Q2加大，造成水位下降，則浮加大，造成水位下降，則浮球帶動(dòng)活塞提高，使球帶動(dòng)活塞提高，使Q1加大才能阻止水位下降。加

13、大才能阻止水位下降。epab=eabp= PyK e=例：自力式液位比例控制系統(tǒng)：例：自力式液位比例控制系統(tǒng)：過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章比例控制過(guò)程比例控制過(guò)程Q2htepQ1tttt 原來(lái)系統(tǒng)處于平衡，原來(lái)系統(tǒng)處于平衡，進(jìn)水量與出水量相等，此進(jìn)水量與出水量相等，此時(shí)進(jìn)水閥有一開(kāi)度。時(shí)進(jìn)水閥有一開(kāi)度。 t=0時(shí)，出水量階躍增時(shí)，出水量階躍增加，引起液位下降，浮球加，引起液位下降，浮球下移帶動(dòng)進(jìn)水閥開(kāi)大。下移帶動(dòng)進(jìn)水閥開(kāi)大。 當(dāng)進(jìn)水量增加到與出當(dāng)進(jìn)水量增加到與出水量相等時(shí)，系統(tǒng)重新平水量相等時(shí)，系統(tǒng)重新平衡，液位也不再變化。衡，液位也不再變化。 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系

14、統(tǒng)與儀表 第第3章章v 比例控制的特點(diǎn)比例控制的特點(diǎn)q控制及時(shí)、適當(dāng)。只要有偏差，輸出立刻成比控制及時(shí)、適當(dāng)。只要有偏差，輸出立刻成比例地變化，偏差越大，輸出的控制作用越強(qiáng)。例地變化，偏差越大，輸出的控制作用越強(qiáng)。q控制結(jié)果控制結(jié)果存在靜差。即調(diào)節(jié)作用是以偏差存在存在靜差。即調(diào)節(jié)作用是以偏差存在為前提條件，不可能做到無(wú)靜差調(diào)節(jié)。為前提條件，不可能做到無(wú)靜差調(diào)節(jié)。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章在實(shí)際的比例控制器中，習(xí)慣上使用比例度在實(shí)際的比例控制器中，習(xí)慣上使用比例度P來(lái)表來(lái)表示比例控制作用的強(qiáng)弱。示比例控制作用的強(qiáng)弱。所謂比例度就是指控制器輸入偏差的相對(duì)變化值所謂比例度就是指

15、控制器輸入偏差的相對(duì)變化值與相應(yīng)的輸出相對(duì)變化值之比，用百分?jǐn)?shù)表示。與相應(yīng)的輸出相對(duì)變化值之比，用百分?jǐn)?shù)表示。maxminmaxmineyP(/) 100%xxyy= 式中式中e為輸入偏差；為輸入偏差；y為控制器輸出的變化量；為控制器輸出的變化量；（xmax - xmin）為測(cè)量輸入的最大變化量，即控制器）為測(cè)量輸入的最大變化量，即控制器的輸入量程；（的輸入量程；（ymax ymin）為輸出的最大變化量，）為輸出的最大變化量，即控制器的輸出量程。即控制器的輸出量程。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章如果控制器輸入、輸出量程相等，則如果控制器輸入、輸出量程相等，則: 比例度比例度:

16、Ce1P100%100%yK=maxminmaxmineyP(/) 100%xxyy=yxxrxmaxxminyminymax比例度除了表比例度除了表示控制器輸入和輸示控制器輸入和輸出之間的增益外，出之間的增益外，還表明比例作用的還表明比例作用的有效區(qū)間。有效區(qū)間。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章比例度比例度P的物理意義：的物理意義：使控制器輸出變化使控制器輸出變化100%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的偏差變時(shí)，所對(duì)應(yīng)的偏差變化相對(duì)量。如化相對(duì)量。如P=50%表明：表明： 控制器輸入偏差控制器輸入偏差變化變化50% ，就可使控，就可使控制器輸出變化制器輸出變化100%，若輸入偏差變化超過(guò)若輸入偏

17、差變化超過(guò)此量，則控制器輸出此量，則控制器輸出飽和，不再符合比例飽和，不再符合比例關(guān)系。關(guān)系。yxxr0100%50%xmaxxminP=50%P=100%過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章例例 某比例控制器，溫度控制范圍為某比例控制器，溫度控制范圍為400800，輸出信號(hào)范圍是輸出信號(hào)范圍是420mA。當(dāng)指示指針從當(dāng)指示指針從600變變到到700時(shí)，控制器相應(yīng)的輸出從時(shí)，控制器相應(yīng)的輸出從8mA變?yōu)樽優(yōu)?6mA。求設(shè)定的比例度。求設(shè)定的比例度。700 60016 8800 40020 4/100%=解解maxmaxyeeyP/100%=50%=y/mAx/ e420800400

18、P=50%比例度為放大倍數(shù)的倒數(shù)。比例度為放大倍數(shù)的倒數(shù)。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 比例度比例度P P 對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響 在擾動(dòng)即設(shè)定值變化時(shí)在擾動(dòng)即設(shè)定值變化時(shí)有余差存在。有余差存在。 比例度愈大，過(guò)渡過(guò)程曲線愈平穩(wěn)，余差也愈比例度愈大，過(guò)渡過(guò)程曲線愈平穩(wěn)，余差也愈大。比例度愈小，過(guò)渡過(guò)程曲線振蕩愈厲害。當(dāng)大。比例度愈小，過(guò)渡過(guò)程曲線振蕩愈厲害。當(dāng)比例度比例度P P 減小到某一數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)等幅振減小到某一數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)等幅振蕩，此時(shí)的比例度稱(chēng)為蕩，此時(shí)的比例度稱(chēng)為臨界比例度。臨界比例度。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章

19、過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章y(t) 減小 y(0) y(t) 減小 y(0) t （a） 擾動(dòng)作用 （b） 設(shè)定作用 新的設(shè)定值 t 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 選擇比例度選擇比例度的原則：的原則： 一般地，若對(duì)象的一般地，若對(duì)象的滯后較小、時(shí)間常數(shù)較大滯后較小、時(shí)間常數(shù)較大以及以及放大倍數(shù)較小放大倍數(shù)較小時(shí)，控制器的比例度時(shí)，控制器的比例度要小，要小，以提高系統(tǒng)的靈敏度，使反應(yīng)快些，從而過(guò)渡過(guò)以提高系統(tǒng)的靈敏度，使反應(yīng)快些，從而過(guò)渡過(guò)程的曲線較好。反之，比例度程的曲線較好。反之，比例度就要大就要大，以保證，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定。系統(tǒng)穩(wěn)定。 過(guò)程控制系統(tǒng)與

20、儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 比例控制特點(diǎn)：比例控制特點(diǎn)：是最基本、最主要、應(yīng)用最普遍是最基本、最主要、應(yīng)用最普遍，它能迅速克服擾動(dòng)的影響，使系統(tǒng)很快穩(wěn)定。，它能迅速克服擾動(dòng)的影響，使系統(tǒng)很快穩(wěn)定。 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章純比例控制的作用和比例調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)性能的影響純比例控制的作用和比例調(diào)節(jié)對(duì)系統(tǒng)性能的影響 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章3.1.3 比例積分控制（比例積分控制（PI） 當(dāng)要求控制結(jié)果無(wú)余差時(shí)，就需要在比例控制當(dāng)要求控制結(jié)果無(wú)余差時(shí)，就需要在比例控制的基礎(chǔ)上，加積分控制作用。的基礎(chǔ)上，

21、加積分控制作用。（1） 積分控制積分控制（I） 輸出變化量輸出變化量y與輸入偏差與輸入偏差e的積分成正比的積分成正比01ytIedtT=當(dāng)當(dāng)e是幅值為是幅值為E的階躍時(shí)的階躍時(shí)01EyetIIdttTT=TI 積分時(shí)間積分時(shí)間eEtty過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章q積分作用具有保持功能積分作用具有保持功能，故，故積分控制可以消除余差積分控制可以消除余差。q積分輸出信號(hào)隨著時(shí)間積分輸出信號(hào)隨著時(shí)間逐漸增強(qiáng)，控制動(dòng)作緩慢，逐漸增強(qiáng)，控制動(dòng)作緩慢，故積分作用不單獨(dú)使用。故積分作用不單獨(dú)使用。v 積分控制的特點(diǎn)積分控制的特點(diǎn)當(dāng)有偏差存在時(shí)，積分輸出將隨時(shí)間增長(zhǎng)（或當(dāng)有偏差存在時(shí)，積

22、分輸出將隨時(shí)間增長(zhǎng)（或減小）；當(dāng)偏差消失時(shí)，輸出能保持在某一值上。減小）；當(dāng)偏差消失時(shí)，輸出能保持在某一值上。eEtty過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 若將比例與積分組合起來(lái)，既能控制及時(shí)，又若將比例與積分組合起來(lái)，既能控制及時(shí)，又能消除余差能消除余差 。 （2） 比例積分控制（比例積分控制（PI）011y()PtIeedtT=Y( )11( )(1)( )PIsW sE sT s=eEtty過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 積分時(shí)間積分時(shí)間T TI I對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響 在一個(gè)純比例控制的閉環(huán)系統(tǒng)中引入積分作在一個(gè)純比例控制的閉環(huán)系統(tǒng)中

23、引入積分作用時(shí)，若保持控制器的比例度用時(shí)，若保持控制器的比例度不變，則可從下不變，則可從下圖所示的曲線族中看到，隨著圖所示的曲線族中看到，隨著T TI I減小，則積分作減小，則積分作用增強(qiáng)，消除余差較快，但控制系統(tǒng)的振蕩加劇用增強(qiáng)，消除余差較快，但控制系統(tǒng)的振蕩加劇，系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降；，系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降；T TI I過(guò)小，可能導(dǎo)致系統(tǒng)不過(guò)小，可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。穩(wěn)定。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 結(jié)論：結(jié)論： 在比例控制系統(tǒng)中引入在比例控制系統(tǒng)中引入積分作用的優(yōu)點(diǎn)是能積分作用的優(yōu)點(diǎn)是能夠消除余差，然而降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；夠消除余差，然而降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；若要保若要保持系統(tǒng)

24、原有的衰減比，必須相應(yīng)加大控制器的比持系統(tǒng)原有的衰減比，必須相應(yīng)加大控制器的比圖圖8-8 8-8 擾動(dòng)與設(shè)定作用擾動(dòng)與設(shè)定作用過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 例度，這會(huì)使系統(tǒng)的其它控制指標(biāo)下降。因此，如例度，這會(huì)使系統(tǒng)的其它控制指標(biāo)下降。因此，如果余差不是主要的控制指標(biāo)，就沒(méi)有必要引入積分果余差不是主要的控制指標(biāo)，就沒(méi)有必要引入積分作用。作用。 由于比例積分控制器具有比例和積分控制的優(yōu)由于比例積分控制器具有比例和積分控制的優(yōu)點(diǎn)，有比例度點(diǎn)，有比例度和和T TI I兩個(gè)參數(shù)可供選擇，因此適用兩個(gè)參數(shù)可供選擇，因此適用范圍比較寬廣，多數(shù)控制系統(tǒng)都可以采用。范圍比較寬廣，多數(shù)控制系

25、統(tǒng)都可以采用。 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 3.1.4 比例微分控制比例微分控制（PD） 對(duì)于慣性較大的對(duì)象，常常希望能加快控制速對(duì)于慣性較大的對(duì)象，常常希望能加快控制速度，此時(shí)可增加微分作用。度，此時(shí)可增加微分作用。yDdeTdt=式中：式中：TD 微分時(shí)間微分時(shí)間 dtde 偏差變化速度偏差變化速度 理想微分理想微分（1） 微分控制（微分控制（D）eEtty過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章q 微分作用能超前控制。微分作用能超前控制。在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，在

26、偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，微分立即產(chǎn)生強(qiáng)烈的調(diào)節(jié)作微分立即產(chǎn)生強(qiáng)烈的調(diào)節(jié)作用，使偏差盡快地消除于萌用，使偏差盡快地消除于萌芽狀態(tài)之中。芽狀態(tài)之中。q微分微分對(duì)靜態(tài)偏差毫無(wú)控制能力。對(duì)靜態(tài)偏差毫無(wú)控制能力。當(dāng)偏差存在，當(dāng)偏差存在，但不變化時(shí)，微分輸出為零，但不變化時(shí)，微分輸出為零，因此不能單獨(dú)使用。因此不能單獨(dú)使用。必須和必須和P或或PI結(jié)合，組成結(jié)合，組成PD控制或控制或PID控制。控制。v 微分控制的特點(diǎn)微分控制的特點(diǎn)eEtty過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章（2）比例微分控制（）比例微分控制（PD） 理想的比例微分控制理想的比例微分控制1y()PDdeeTdt=1( )(1)P

27、DWsT s=eAttyty 理想微分作用持續(xù)時(shí)間理想微分作用持續(xù)時(shí)間太短，執(zhí)行器來(lái)不及響應(yīng)。太短，執(zhí)行器來(lái)不及響應(yīng)。一般使用實(shí)際的比例微分作一般使用實(shí)際的比例微分作用。用。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章PD控制作用舉例控制作用舉例過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章微分時(shí)間微分時(shí)間T TD D對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響 適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔茫哼m當(dāng)?shù)奈⒎肿饔茫?在負(fù)荷變化劇烈、擾動(dòng)幅度較大或過(guò)程容量在負(fù)荷變化劇烈、擾動(dòng)幅度較大或過(guò)程容量滯后較大的系統(tǒng)中，適當(dāng)引入微分作用，可在一滯后較大的系統(tǒng)中，適當(dāng)引入微分作

28、用，可在一定程度上提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量。當(dāng)被控變量一有定程度上提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量。當(dāng)被控變量一有變化時(shí)，根據(jù)變化趨勢(shì)適當(dāng)加大控制器的輸出信變化時(shí)，根據(jù)變化趨勢(shì)適當(dāng)加大控制器的輸出信號(hào)，將有利于克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響，抑制號(hào)，將有利于克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響，抑制偏差的增長(zhǎng)，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。偏差的增長(zhǎng)，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章微分的兩面性微分的兩面性圖圖8-12 8-12 微分的兩面性微分的兩面性過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 微分時(shí)間微分時(shí)間T TD D的大小對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響，如上的大小對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響，如上圖所示。

29、若取圖所示。若取T TD D太小，則對(duì)系統(tǒng)的控制指標(biāo)沒(méi)有太小，則對(duì)系統(tǒng)的控制指標(biāo)沒(méi)有影響或影響甚微，如圖中曲線影響或影響甚微，如圖中曲線1 1；選取適當(dāng)?shù)模贿x取適當(dāng)?shù)腡 TD D，系統(tǒng)的控制指標(biāo)將得到全面的改善，如圖中曲線系統(tǒng)的控制指標(biāo)將得到全面的改善，如圖中曲線2 2；但若；但若T TD D取得過(guò)大，引入的微分控制作用太強(qiáng)。取得過(guò)大，引入的微分控制作用太強(qiáng)。 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章11( )(1)PDIWsT sT s=q將比例、積分、微分三種控制規(guī)律結(jié)合在一起，將比例、積分、微分三種控制規(guī)律結(jié)合在一起，只要三項(xiàng)作用的強(qiáng)度配合適當(dāng)，既只要三項(xiàng)作用的強(qiáng)度配合適當(dāng)，既能

30、快速能快速調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)，又，又能消除余差，能消除余差，可得到滿意的可得到滿意的控制控制效果。效果。3.1.5 比例積分微分控制（比例積分微分控制（PID）011y()PtDIdeeedtTTdt=過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 由于由于PIDPID控制器有比例度控制器有比例度、積分時(shí)間、積分時(shí)間T TI I、微分時(shí)、微分時(shí)間間T TD D三個(gè)參數(shù)可供選擇，因而適用范圍廣，在溫三個(gè)參數(shù)可供選擇，因而適用范圍廣，在溫度和成分分析控制系統(tǒng)中得到更為廣泛的應(yīng)用。度和成分分析控制系統(tǒng)中得到更為廣泛的應(yīng)用。 各種控制規(guī)律的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合（見(jiàn)下表）各種控制規(guī)律的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合（見(jiàn)下表） 過(guò)程控

31、制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章q PID控制作用中，控制作用中，比例作用是基礎(chǔ)控制；比例作用是基礎(chǔ)控制；微分作用是用于加快系微分作用是用于加快系統(tǒng)控制速度；積分作用統(tǒng)控制速度；積分作用是用于消除靜差。是用于消除靜差。etty3.2 模擬式控制器模擬式控制器模擬式控制器用模擬電路實(shí)現(xiàn)控制功能。其發(fā)展模擬式控制器用模擬電路實(shí)現(xiàn)控制功能。其發(fā)展經(jīng)歷了經(jīng)歷了型（用電子管）、型（用電子管）、型（用晶體管）和型（用晶體管）和型（用集成電路）。型（用集成電路）。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章3.2.1 DDZ-型儀表的特點(diǎn)型儀表

32、的特點(diǎn)1）采用統(tǒng)一信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：）采用統(tǒng)一信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：420mA DC和和15V DC。這種信號(hào)制的主要優(yōu)點(diǎn)是電氣零點(diǎn)不是從零開(kāi)始，這種信號(hào)制的主要優(yōu)點(diǎn)是電氣零點(diǎn)不是從零開(kāi)始，容易識(shí)別斷電、斷線等故障。容易識(shí)別斷電、斷線等故障。2）廣泛采用集成電路，儀表的電路簡(jiǎn)化、精度提高、）廣泛采用集成電路，儀表的電路簡(jiǎn)化、精度提高、可靠性提高、維修工作量減少?？煽啃蕴岣?、維修工作量減少。 3）可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)，用于危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。）可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)，用于危險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章1-雙針垂直指示器雙針垂直指示器2-外給定指示燈外給定指示燈3-內(nèi)給定設(shè)定輪內(nèi)給定設(shè)定輪4-

33、自動(dòng)自動(dòng)軟手動(dòng)軟手動(dòng)硬手動(dòng)硬手動(dòng) 切換開(kāi)關(guān)切換開(kāi)關(guān)5-硬手動(dòng)操作桿硬手動(dòng)操作桿6-輸出指示器輸出指示器7-軟手動(dòng)操作板鍵軟手動(dòng)操作板鍵3.2.2 DDZ- 型控制器的型控制器的組成與操作組成與操作過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章DDZ-基型調(diào)節(jié)器的主要功能電路有：輸入基型調(diào)節(jié)器的主要功能電路有：輸入電路、給定電路、電路、給定電路、PID運(yùn)算電路、自動(dòng)與手動(dòng)（硬運(yùn)算電路、自動(dòng)與手動(dòng)（硬手動(dòng)和軟手動(dòng)）切換電路、輸出電路及指示電路。手動(dòng)和軟手動(dòng)）切換電路、輸出電路及指示電路。 輸入電路PD電路PI電路輸出電路測(cè)量外給內(nèi)給定電路給定值指示輸出指示軟手動(dòng)電路硬手動(dòng)電路測(cè)量值指示內(nèi)給S6S

34、1MHA圖圖3.11 DDZ-型調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)方框圖型調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)方框圖過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章3.2.3全刻度指示調(diào)節(jié)器的線路實(shí)例全刻度指示調(diào)節(jié)器的線路實(shí)例過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章輸入電路的首要任務(wù)是求偏差輸入電路的首要任務(wù)是求偏差 e ： V01 = k ( V給定給定 V測(cè)量測(cè)量 ) 3.2.3.1輸入電路輸入電路過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章RVVVRVVRVVVOBCMCMi = = )21()(121RVVRVVVRVVBCMSCM = = )(21 因測(cè)量信因測(cè)量信號(hào)號(hào)Vi和給定信和給定信號(hào)號(hào)Vs分別通過(guò)分別通過(guò)雙臂電阻

35、差模雙臂電阻差模輸入到運(yùn)放輸入到運(yùn)放A1的同相和反相的同相和反相輸入端。輸入端。可列出兩輸入節(jié)點(diǎn)的電流方程：可列出兩輸入節(jié)點(diǎn)的電流方程：過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章120111()32iCMCMBVVVVVV=)(3121BCMCMSVVVVV = = 而而 V+V- 則則 V01 = 2（Vi VS） 得得過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章采用差動(dòng)輸入電路，輸入阻抗很高，不從信號(hào)采用差動(dòng)輸入電路，輸入阻抗很高，不從信號(hào)Vi、VS取用電流，使取用電流，使15V的測(cè)量信號(hào)不受衰減，的測(cè)量信號(hào)不受衰減，（2） 求偏差求偏差 Vi VS，進(jìn)行偏差運(yùn)算。進(jìn)行偏差運(yùn)算。

36、（3）將偏差放大將偏差放大 為了提高調(diào)節(jié)器對(duì)偏差的靈敏度，對(duì)其后的運(yùn)為了提高調(diào)節(jié)器對(duì)偏差的靈敏度，對(duì)其后的運(yùn)算有利，這里先將偏差放大兩倍。算有利，這里先將偏差放大兩倍。 電路的特點(diǎn)電路的特點(diǎn)（1）輸入阻抗高輸入阻抗高過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章（4） 消除傳輸線上壓降的影響消除傳輸線上壓降的影響 DDZ-采用共用電源，在采用共用電源，在Vi的傳輸線上可能的傳輸線上可能包括其它儀表的電流，導(dǎo)線電阻雖不大而其壓降有包括其它儀表的電流，導(dǎo)線電阻雖不大而其壓降有時(shí)不可忽略。時(shí)不可忽略。 差動(dòng)輸入可以消除差動(dòng)輸入可以消除導(dǎo)線電阻的影響。導(dǎo)線電阻的影響。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與

37、儀表 第第3章章（5） 進(jìn)行電平移動(dòng)進(jìn)行電平移動(dòng) Vi、VS都是以地為基準(zhǔn)的電壓信號(hào)，而運(yùn)放都是以地為基準(zhǔn)的電壓信號(hào)，而運(yùn)放IC器件器件+24VDC供電時(shí)，其供電時(shí)，其正常正常輸入、輸出輸入、輸出信號(hào)電壓范信號(hào)電壓范圍應(yīng)在圍應(yīng)在219V。為使運(yùn)算信號(hào)符合要求，必須將基為使運(yùn)算信號(hào)符合要求，必須將基準(zhǔn)電壓從準(zhǔn)電壓從0V抬高到抬高到VB =10V ，即進(jìn)行電平移動(dòng)。，即進(jìn)行電平移動(dòng)。 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章因?yàn)橐驗(yàn)?Vs = 15V， VCM1 = VCM2 = 01V 121()0.33 2.33V3SCMCMBVVVVVV=則則顯然，顯然，IC不能正常放大。不能正常放

38、大。如果如果 VB = 0VB = 10V時(shí)，時(shí)， V+ = V- = 3.75.7V 保證了保證了IC共摸共摸電壓在允許范圍之電壓在允許范圍之內(nèi)，能正常放大。內(nèi)，能正常放大。V+V-過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章而且而且 VB = 0時(shí)，時(shí)，VO1 = -2（Vi-VS）= -8+8V也不符合后面也不符合后面PID電路電路IC的范圍要求。的范圍要求。VB = 10時(shí)：時(shí)：VO1= -2（Vi-VS ） = 218V 使后面使后面PID電路的電路的IC工作于允許電壓范圍之內(nèi)。工作于允許電壓范圍之內(nèi)。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 3.2.3.2 PID PI

39、D運(yùn)算電路運(yùn)算電路由由PI和和PD兩個(gè)運(yùn)算電路串聯(lián)而成，兩個(gè)運(yùn)算電路串聯(lián)而成，由于輸入由于輸入電路中已采取電平移動(dòng)措施，故這里各信號(hào)電壓電路中已采取電平移動(dòng)措施，故這里各信號(hào)電壓都是以都是以VB=10V為基準(zhǔn)起算的。為基準(zhǔn)起算的。 PIPD過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 1、 PD電路分析電路分析 PD電路電路以以A2為核心組成。微分作用可選擇用與為核心組成。微分作用可選擇用與不用。開(kāi)關(guān)不用。開(kāi)關(guān)S8打向打向“斷斷”時(shí)，構(gòu)成時(shí)，構(gòu)成 P電路；開(kāi)關(guān)電路；開(kāi)關(guān)S8打向打向“通通”時(shí)，構(gòu)成時(shí)，構(gòu)成 PD電路。電路。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章o11V ( )V(

40、 )I ( )dDsss Rn=o1o1o11( )( )1( )V (s)11DdDDDDVsVsC snnIsnR C sRC s=qPD傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)IDV ( ) s=DDo11nR C s1V (s)n1sDDR C得得過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章021( )( )VsVs=O202O1V (s)11W ( )V (s)11ndDDdDDT snR C ssTnR C sns=式中：式中： DDdCnRT = =微分時(shí)間常數(shù)微分時(shí)間常數(shù)ID又因又因 得得 實(shí)際微分因子實(shí)際微分因子過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章q 階躍響應(yīng)階躍響應(yīng) n0201V

41、( )1(1)V ( )DtTtnetn=當(dāng)當(dāng)V01為階躍信號(hào)時(shí)，為階躍信號(hào)時(shí)，V02的的階躍響應(yīng)為階躍響應(yīng)為V02TD/nV01/n63%t 可見(jiàn)，此電可見(jiàn)，此電路的微分是實(shí)際路的微分是實(shí)際的微分。的微分。 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 當(dāng)當(dāng) S8 置于置于“斷斷”時(shí)，微分被切除，時(shí)，微分被切除，A2只作比只作比例運(yùn)算。有例運(yùn)算。有1211OOVVn=21OOVVn=這時(shí)微分電容被開(kāi)關(guān)這時(shí)微分電容被開(kāi)關(guān)S8接在接在9.1K分壓電阻兩端，分壓電阻兩端，使使CD右端始終跟隨右端始終跟隨電壓電壓V01/n。當(dāng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S8切換到切換到“通通”時(shí)時(shí)，保證無(wú)擾動(dòng)切換。，保證無(wú)擾動(dòng)

42、切換。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章 2、PI電路分析電路分析PI電路以電路以A3為核心組成，開(kāi)關(guān)為核心組成，開(kāi)關(guān)S3為積分時(shí)間倍乘開(kāi)關(guān)。為積分時(shí)間倍乘開(kāi)關(guān)。當(dāng)當(dāng)S3打向打向1檔時(shí)，檔時(shí)，1K電阻被懸空，不起分壓作用；電阻被懸空，不起分壓作用；當(dāng)當(dāng)S3打向打向10檔時(shí)，檔時(shí)，1K電阻接到基準(zhǔn)線，靜態(tài)電阻接到基準(zhǔn)線，靜態(tài)V02被被分壓輸入。分壓輸入。由于由于10F電容電容積分需要較大電流，積分需要較大電流，在在A3輸出端加一功放輸出端加一功放三極管。三極管。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章)()(1)(322sVsCRsVmsVsCOMIOOI = = 0303

43、02( )W ( )( )VssVs=)1(sCmRCCMIMI = =)11(sCmRCCIIMI = =則則qPI傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)IC負(fù)輸入端節(jié)點(diǎn)電流方程（負(fù)輸入端節(jié)點(diǎn)電流方程（S3置于置于10檔）：檔）：過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章傳函為傳函為設(shè)設(shè):Ti = mRICI 積分時(shí)間常數(shù)積分時(shí)間常數(shù)S3打向打向10檔時(shí)：檔時(shí)： m=10S3打向打向1檔時(shí)：檔時(shí)： m=1 030302( )W ( )( )VssVs=)11(sCmRCCIIMI = =031W (s)(1)TIMICCs= 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章q 階躍響應(yīng)階躍響應(yīng) 當(dāng)當(dāng)V02為

44、階躍信號(hào)時(shí)，為階躍信號(hào)時(shí)，V03的的階躍響應(yīng)為階躍響應(yīng)為0302tV (t)(1)VTIMICC= 過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章3、PID運(yùn)算電路的傳遞函數(shù)運(yùn)算電路的傳遞函數(shù)輸入電路：輸入電路： V01 = 2（Vi VS） 030302V (s)1W (s)(1)V (s)TIMICCs= O202O1V (s)1W ( )V (s)1nddT ssTns=PD電路：電路：PI電路：電路：PID運(yùn)算是上述三個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)而成。運(yùn)算是上述三個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)而成。過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 第第3章章DD03IIIDisM11V (s)C2V (s)V (s)C1nTT sTT sTns=DI1TFT= 干擾系數(shù)干擾系數(shù)MIC2CnP=q PID傳遞函數(shù)傳遞函數(shù) 令：令：比例度比例度D03IDisDT s11V(s)FT sFFTV (s)V (s)P1sK=微分