自動化專業(yè)英語教程二一

自動化專業(yè)英語教程教學(xué)課件July28,2007P4U3APControllersandPIControllers第四部分第三單元課文AP控制器和PI控制器AP控制器和PI控制器

1.課文內(nèi)容簡介：主要介紹《過程控制系統(tǒng)》中比例控制器和比例-積分控制器的工作原理、作用、傳遞函數(shù)和各自的優(yōu)、缺點。并以圖解的方式形象地說明比例系數(shù)和積分常數(shù)發(fā)生變化時對控制輸出的影響。2.溫習(xí)《過程控制系統(tǒng)》中有關(guān)比例積分控制的內(nèi)容。3.生詞與短語P4U3APControllersandPIControllers第四部分第三單元課文AP控制器和PI控制器calibrationn.校準(zhǔn)，檢查fractionn.分?jǐn)?shù)，小數(shù)offsetn.靜差ultimateadj.臨界的weightn.權(quán)resettime復(fù)位時間resetrate復(fù)位速率P4U3APControllersandPIControllers第四部分第三單元課文AP控制器和PI控制器4.難句翻譯[1]Proportionalonlycontrollershavetheadvantageofonlyonetuningparameter,Kc.純比例控制器的優(yōu)點是只需整定一個參數(shù)Kc。[2]Also,fromEq.(5-3A-6)wenotethataslongastheerrortermispresent,thecontrollerwillkeepchangingitsoutput,therebyintegratingtheerror,toremovetheerror.從式(5-3A-6)中，我們注意到只要誤差項存在，控制器就會不斷改變其輸出，從而通過對誤差積分來消除誤差。5.參考譯文P4U3APControllersandPIControllers第四部分第三單元課文AP控制器和PI控制器AP控制器和PI控制器為了維持參考點，反饋控制器做出決定的方法是通過在被控量與參考點差別的基礎(chǔ)上，計算輸出。在本單元中，我們將通過描述其操作的公式著眼于最普通的控制器。比例控制器(P)除了在這里不考慮的開-斷控制器，比例控制器是最簡單的控制器，描述其操作的方程式如下：

(4-3A-1)

或(4-3A-2)

P4U3APControllersandPIControllers第四部分第三單元課文AP控制器和PI控制器式中控制器的輸出，psig或mA

參考點，psig或mA

被控量，psig或mA，這是熱敏電阻的信號。

誤差信號，psig或mA，參考點與被控量的差別?？刂破髟鲆妫?/p>

偏差值，psig或mA，此值的意義在于它是誤差為零時的輸出，在中比例的刻度控制器中，此值通常被設(shè)定為9psig或12mA。因為輸入與輸出范圍是相同的（3

15psig或4

20mA），輸入信號和輸出信號以及參考點有時候也可用分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù)來表示?？梢杂腥さ目吹降仁剑?-3A-1）描述的是一個反作用控制器。如果控制器變量

c(t)，超過參考點r(t)，誤差變負(fù)，并且P4U3APControllersandPIControllers第四部分第三單元課文AP控制器和PI控制器等式表明控制器的輸出

m(t)，下降。在數(shù)學(xué)上顯示正作用控制器的一般方法是使控制器的增益Kc為負(fù)。然而，必須牢記，在工業(yè)控制器中沒有負(fù)增益，只有正增益。反/正開關(guān)可以做到這一點。當(dāng)做正作用控制器的控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析時，負(fù)增益Kc被使用。等式（4-3A-1）和等式（4-3A-2）表明控制器的輸出正比于參考點和被控量間的誤差。比例由控制器的增益Kc給出。此增益或控制器的靈敏度決定對于給定的誤差變化，控制器輸出的變化程度。如圖4-3A-1所示。純比例控制器的優(yōu)點是只需整定一個參數(shù)Kc，然而，它有一個很大的缺點，就是用偏移量或“穩(wěn)態(tài)誤差”來操作被控量。為用圖表表明此偏移量，考慮如圖4-2B-2所示的液面控制回路，假設(shè)設(shè)計條件為和，再假設(shè)為了使出口閥超過150gpm，作用其上的空氣壓力為9psig。如果入口流量增加，純比例控制器的系統(tǒng)的響應(yīng)如圖4-3A-2所示。控制器使被控量回到穩(wěn)定值，但此值不是期望參考點。被控量的參考點和穩(wěn)定值間的差別就是偏差。圖4-3A-2顯示了對應(yīng)于兩個不同整定P4副U3匹A鏈P黃Co詢nt歉ro肆ll玻er約s回an陷d搭PI晚C納on迎tr網(wǎng)ol芒le址rs第四框部分闖第三礎(chǔ)單元塘課文A惕P控制件器和PI控制完器圖4-域3A析-1控制虎器增誼益對滾控制銹器輸模出的視作用圖4-能3A塘-2液面池系統(tǒng)丈的響看應(yīng)P4位U3與A叛P優(yōu)Co朋nt型ro癢ll倘er慌s仆an粒d險PI急C尿on災(zāi)tr臺ol著le透rs第四肺部分浙第三要單元讓課文A磨P控制立器和PI控制渾器參數(shù)Kc的兩殲條響地應(yīng)曲赤線，閣數(shù)據(jù)殺表明Kc值越爐大，屢偏差錫越小錯，但殖過程除響應(yīng)想越振維蕩。失然而粱，對愛于大困多數(shù)救過程區(qū)，Kc有最減大值透，超盆過此鄭最大充值，誘過程竿將不豎穩(wěn)定門。增績益最堤大值您的計樸算我籠們稱悠之為芬極限甩增益Kc往u。為得唉到純既比例均控制渾器的誤傳遞佳函數(shù)烈，等句式（4-咽3A棗-1）寫睡成定義塑如下奪的兩凡個偏且差量中：(4種-3載A-醋3)(4敞-3牲A-臟4)那么用拉懼普拉狠斯變速換得地到如驅(qū)下的蝦傳遞任函數(shù)貧：P4淚U3貢A牽P窮Co隊nt絨ro聽ll欲er爐s視an泥d恰PI暢C注on仔tr方ol脂le垂rs第四條部分鍛第三混單元軋課文A臺P控制科器和PI控制鋼器簡單告的說榮，純諸比例葬控制鮮器是翠僅有繩一個軋整定星參數(shù)延的最債簡單Kc或PB的控示制器憑。此雹控制圖器的職缺點鍵是在銜控制隔器變荷量中匹用偏富差操兔作。攻在象鍬調(diào)壓疫槽似壘的一墓些過敘程中狡，可杏能不把會有穿嚴(yán)重水的后勞果。績在過鋸程被鐵控制她在參珍考點大上下蟲范圍綿內(nèi)的紅情況漲下，返純比結(jié)例控辰制器娃就足商夠了晝。然鍋而，寸在過腎程必樂須控誘制在拼參考溪點的訓(xùn)情況首下，鼻純比呆例控鄙制器火就不渣能提予供滿姿意的或控制剖。比例-積分疼控制計器(P定I)大多嗓數(shù)的莫過程猶不能河用偏狂差控運制，摔也就調(diào)是說梁，它杏們必關(guān)須被償控制淹在參口考點蹦，在薦這些悼情況藍(lán)下，約純比信例控模制器甩中必檢須加斜入額忙外的晨信息縮慧以消枯除偏而差，奴新的笑信息估或新姜型控庫制是王積分園或復(fù)解位作批用，據(jù)因此既，控泉制器舌成為愁比例-積分值控制吩器（PI）?？值仁浇杳枋鰬M如下?。篜4烏U3季A踏P吊Co鎮(zhèn)nt藥ro量ll御er雁s都an腸d飾PI撤C息on怠tr磚ol坑le涌rs第四翼部分綢第三屈單元輛課文A購P控制站器和PI控制晉器或(4爭-3畢A-醋6)式中舊積分必或復(fù)寄位時歡間，逝分鐘/次因此爪，PI控制焰器有翻兩個死參數(shù)Kc和，濕這兩廊個參近數(shù)必孤須被邁調(diào)整志以獲慚得滿副意的舟控制黃。為了裙理解宰復(fù)位聰時間擊的物紙理意根義，歡考慮孕如圖4-認(rèn)3A絲式-3所示習(xí)的假泥設(shè)的魯例子腐。圖4-速3A頸-3比例-積分(P勒I)控制顛器對個階躍負(fù)誤差循的響正應(yīng)P4間U3彩A貼P吳Co亭nt頭ro非ll遷er鳥s垃an溉d匙PI庫C老on艙tr寸ol無le負(fù)rs第四去部分春第三伐單元讀課文A拳P控制黑器和PI控制家器是控僅制器初重復(fù)園比例櫻作用芳的時膛間，涌因此閉單位囑是分蚊鐘/次。并值越胖小，律響應(yīng)哥曲線輔越陡易，這萍就意帽味著交控制坦器響奏應(yīng)越柜快。識解釋摔這一辦點的悉另一低種方弟法是污查看棚等式忘（4-趣3A熄-6），鐮值越具小，予積分第前的蜻項越大舅，因掩此，望積分紹或復(fù)獻(xiàn)位作護(hù)用的鐘權(quán)越縱大。從式悠中，冬我們荒注意顛到只攏要誤凍差項坦存在僵，控秀制器任就會筐不斷我改變磁其輸奸出，倆從而掛通過成對誤崗差積謊分來雅消除貼誤差統(tǒng)。記電住，捎積分榆也意佛味著速求和天。為得謎到PI控制浸器的咸傳遞女函數(shù)西，式咽（4-勞3A辱-6）描微述如火下：P4慌U3世A希P串Co捎nt叉ro剪ll智er債s單an探d它PI批C旱on姐tr割ol逢le丑rs第四島部分掩第三抽單元陵課文A色P控制沒器和PI控制吐器利用償式（4-倚3A般-3）和籍（4-叢3A窗-4）給秩出的挎偏差娛的相降同的味定義貨，采璃用拉雷普拉體斯變另換，碰重新抬排列軍得到盞：總之當(dāng)，比暮例-積分羞控制難器有舒兩個路參數(shù)冷：增物益或艘比例繭帶，刻復(fù)位飲時間滾或復(fù)搬位速鍛率。摔此類或控制搬器的罷優(yōu)點漁是積勻分或送復(fù)位否作用簡消除晶偏差呼。P4砍U3亡B犬P悠ID郊C侮on壟tr帶ol另le丸rs甘a魚nd鈔O進(jìn)th糧er約C哨on路tr襖ol季le革rs第四鎮(zhèn)部分單第三招單元恰課文B銅P唇ID控制戲器和職其它睡控制爹器B膀PI往D控制真器和淋其它曉控制撤器1.課文圍內(nèi)容薄簡介屯：主錄要介漢紹《過程唇控制池系統(tǒng)》中比釘例-積分-微分紐奉控制器器的拋工作赴原理厭、作捐用、畝傳遞龜函數(shù)串和控若制特筐點。殲并以腸“預(yù)程測誤膨差變例化”跌的說剃法形爺象地托揭示缺了微格分控葵制器已的作訓(xùn)用，架特別廉說明殊了比低例-微分窮控制父器有智增大野比例符系數(shù)敵的作算用。陸最后屠特別滋指出涼比例廈系數(shù)雁、積殺分常捎數(shù)、墾微分浩常數(shù)角之間眠是互育相影漸響的紫。2.溫習(xí)《過程銜控制勁系統(tǒng)》中有果關(guān)比烤例積詠分微歉分控娛制的蕩內(nèi)容閘。3.生詞布與短憶語P4抱U3梨B稅P負(fù)ID堪C樣on跪tr馬ol筋le湖rs鞋a洽nd爹O低th謎er跑C讀on爪tr導(dǎo)ol挎le劈燕rs第四洞部分仿第三京單元吳課文B監(jiān)P言ID控制除器和鎮(zhèn)其它頭控制植器pr禮ea妹ctv.糕;慌n.超前絡(luò)；提權(quán)前修擦正量su礦sc求ep線ti打vead懸j.對……敏感骨的；濱易受……影響折的le閱adn.超前l(fā)a琴gn.滯后di液sc棗re砌tead誤j.離散勝的；電分離控的ge過t睛ar爸ou雁nd回避予，躲跡開de呢tr何im錄en殿ta悅lad疼j.不利須的P4愁U3德B名P郵ID捷C拜on攀tr戴ol裙le雞rs時a秀nd添O裂th出er漲C欺on擊tr鳴ol蠅le希rs第四浩部分腰第三果單元嶼課文B巖P眨ID控制現(xiàn)器和糾其它腐控制議器4.難句嗚翻譯[1枝]歇PI伙D害co壟nt她ro屑ll宣er武s簡ar寒e書re瓣co食mm節(jié)en講de身d擴(kuò)fo墊r礙lo卷ng逗t副im敏e猶co釋ns黨ta煩nt播l權(quán)oo哭ps訂w倉hi夾ch妻a非re躁f纖re環(huán)e剝of壺n鐮oi麥se佛.PI開D控制持器適陵用于漫不易忠受噪號聲干淺擾的凱具有清長時宿間常嗓數(shù)的簽環(huán)路艦系統(tǒng)狀。[2釀]勵A(yù)參fe景w瘦ot慎he墊r況co耳mm杠en退ts貨o泥n晴co濾nt餓ro遇ll駕er酸s涂ar壟e郊in工o沉rd際er吉b莫ef永or唯e劑cl節(jié)os度in改g清th透is垃s吉ec窩ti紛on對.在結(jié)復(fù)束這殖節(jié)之蜘前，腹有必喬要再劈燕對控盟制器才作一推些說直明。be犧i徒n已or臨de蹲r完備板的，愚適用協(xié)的，由適宜盤的，坊必要軋的[3勿]箱Th帝e朋sl始o(jì)p花e棕of旨t短he介r山am琴p表is渾p慶re咬de腫te遙rm傾in責(zé)ed至b慎y逝th種e譽(yù)op蝦er屑at氏in偽g猴pe績rs細(xì)on體ne糊l.斜坡萄函數(shù)陵的斜哄率要向由操悶作人廢員預(yù)寫先設(shè)攜定。P4佛U3膊B高P爺ID滲C冷on援tr嶺ol仆le蓄rs撲a濃nd傍O干th產(chǎn)er單C適on脂tr顧ol缸le映rs第四米部分嘩第三跪單元夠課文B昆P亦ID控制銅器和疑其它賠控制貸器5.參考宋譯文B紅PI趁D控制滲器和悠其它阿控制符器比例-積分-微分渾控制緞器(P皆ID館)有時搶候另配一種菜控制擴(kuò)加在厘了PI控制唐器上精，這校種新楚的控蘆制是裁微分彈作用夜，也怕稱為灘比率握作用估或超嚴(yán)前。逗它的燥目的喬是預(yù)摧料過馬程率上先查艙看誤楊差變愉化的廟時間恨速率饅，即未微分蹄。描蛙述等往式如屆下：(4攏-3系B-怠1)式中塑微分獵或比微率，變時間悅單位朱為分配鐘因此維，PI六D控制錫器有塑三個襖參數(shù)Kc或PB尿,或騾和但，稿必須音整定雅這三椒個參反數(shù)來蓋達(dá)到思滿意烤的控浸制。脆注意豈：只問有一終個微妨分P4倚U3諸B貫P遷ID貢C題on亭tr碎ol遞le頃rs木a銳nd很O使th另er爐C笛on看tr鍬ol獵le汁rs第四嗓部分嬸第三市單元級課文B尺P決ID控制傻器和懶其它航控制屑器整定姻參數(shù)鈴，對鎮(zhèn)于生烈產(chǎn)者按，它搜有相中同的湖單位塌：分典鐘。如上毛所述喚，微召分作央用是羊通過食誤差嗚求導(dǎo)昆，使違控制挺器具壞有預(yù)原料過惰程變份化，滑也就新是說川，“格預(yù)測眾未來胡”的蛋能力慢?！把垲A(yù)料唱”的啊程度妥由整任定值決定閘?？紤]喉如圖4-饅2B洲-1所示鍬的熱魂交換翁器，削并利念用它款通過第“預(yù)仰料過遙程變求化的駐地方零”來稍闡明癥其意揮思。具假設(shè)廳入口倍過程眠溫度蒸下降歪了一居些，烤出口吐溫度刮會如邊圖4-罰3B汁-1所示桐的那沖樣相被應(yīng)的卸下降挪。在降時間ta，誤躬差量照是正朋值且咳可能搭很小滔，因裕此，蓮由PI提供井的控賽制修尺正量句很小她。然麻而，不誤差算的微討分、培誤差逝曲線掠的斜俯度是灣大的冷和正拿的，氏使得趴微分胡提供群的控悅制修嘩正量葬很大脫。通萄過查些看誤沈差微以分，蚊控制妻器就居可知查被控旦量率圖4-鼓3B涌-1熱交賣換器旋控制P4娘U3眼B全P切ID濟(jì)C肅on巧tr幟ol研l(wèi)e乒rs禽a怖nd顫O廈th糟er攀C旅on舒tr邪ol區(qū)le指rs第四偽部分度第三元單元霸課文B表P邪ID控制做器和痛其它結(jié)控制蔽器先相駛當(dāng)快痛的遠(yuǎn)萄離參愿考點馳。因疊此可幅利用槳這個呀事實往來幫拉助控鼓制。管在時縮慧間tb誤差夸依然麻是正遣的且過必以烈前更陰大，范由比核例積造分提叫供的爆控制丹更正仇量的卵大小遙也比逐以前導(dǎo)的大許，且來仍然型加到睛控制燭器的舉輸出役來更斥大的橫打開普蒸汽翻閥門盼，然汽而，島在這授個時鑰刻的心是誤居差微世分是巷負(fù)的鑼，表共明誤乖差正感在減惠小，絲式也就襲是說顧，被惑控量醋開始宗下降幕到參良考點拐。再豬次利跡用這裙個事歪實可罰知，盡自從稱誤差手開始剖下降牧后，枕微分圣的作幸用開鵝始從紡其他絕兩種擦形式騙中下舒降，早通過玩這一撲點，雹過程起將花嘆費較洞長的愉時間剝返回妙到參嚷考點定，然頁而，次在參熟考點冠上下合的超旁調(diào)和頓振蕩歉下降愚。PI喇D控制威器應(yīng)卻用于蕉長時攻間常闊數(shù)的岡系統(tǒng)求中，將典型屠的例泳子是停溫度害濃縮始回路污，短或時間蝴常數(shù)餃（小沙電容慎）的北過程忍很快蛾且易向受噪塑聲干半擾。偶此過雕程的礎(chǔ)典型錯例子澤是流撇量回偉路和環(huán)控制舊液體醬流壓瘋力的碌回路待?？际钁]如島圖4-漂3B汽-2所示均的流榮量記市錄，圖4-歲3B玩-2流量膨回路帖記錄P4景U3重B爐P名ID爐C倉on找tr樣ol顧le音rs決a互nd栗O謹(jǐn)th蜜er泰C奴on擦tr餓ol穩(wěn)le半rs第四勝部分桃第三辟單元申課文B殼P驗ID控制舞器和駝其它領(lǐng)控制闊器由于徹快速董變換曲的噪捷聲的跑微分嶼數(shù)值巡壽很大根，因廣此微燈分形執(zhí)式的坦應(yīng)用繡僅僅倉造成自了噪動聲的矛放大悟。長星時間具常數(shù)斑的過臨程（騎大電本容）吧通常敬是衰涌減的斯，因謝此不濱易受猜噪聲瘋的干倡擾。育然而棒，注料意：隙你可累能有朽一個汪長時帝間常呆數(shù)的服過程罪，例傭如帶徹有噪隆聲熱應(yīng)敏電時阻的圓溫度紅回路牢，在圓這種用情況籍下，最應(yīng)用PI俊D控制簡器前修必須過安裝陜熱敏府電阻蓋。式（4-階3B蠢-1）整憤理后誰得到柜“理井想”PI黨D控制備器的臂傳遞君函數(shù)揀如下圈：利用豎式（4-加3A鄭-3）和粥式（4-餓3A敲-4）給犁出的會微分峽變量烤的相換同的曉定義科，采祥用拉斯普拉細(xì)斯變健換，匪整理薄得到沾：傳遞叮函數(shù)輸被稱串為“路理想齒的”洞是因墾為在稍實際怕中此宴微分前計算厘不可蒼能獲抄得的索。用青超前/滯后膝近似帝微分饅得到事“實譽(yù)際的鉆”傳性遞函姥數(shù)為勒：P4饅U3廁B誕P職ID疊C守on報tr附ol睛le扶rs虜a腦nd斬O叉th戲er植C映on就tr附ol治le及rs第四務(wù)部分搞第三優(yōu)單元詞課文B儀P引ID控制糟器和狠其它淘控制殼器(4減-3海B-羽2)典型墾值范元圍是0.尾05到0.倍1?？傊?，PI慚D控制喚器有乎三個避整定鄰參數(shù)算：增證益或涉比例附帶、論復(fù)位款時間遇或復(fù)補(bǔ)位速咐率和歐速率坐時間見。額搖定時腥間或猜微分忽時間遇總以欄分鐘飲為單肉位。PI中D控制嶺器適躺用于盼不易蛋受噪碌聲干羽擾的釀具有窮長時翻間常篩數(shù)的喊環(huán)路掃系統(tǒng)舟。微沈分形便式的學(xué)優(yōu)點港是可芹以提捏供“襲查看掩過程趴快速弄變化但的地皇方”森的能悄力。比例-微分那控制降器(P喘D)此類娛控制鉤器用貪于純分比例姻控制擋器被餐應(yīng)用撈但一妻定程祖度的世“預(yù)串料”辱被需睛要的護(hù)過程餡中。頑描述吼公式染如下欺：P4顏U3爪B褲P張ID釀C用on棵tr肯ol匠le慰rs悄a孤nd桂O綠th贏er殊C患o(jì)n瘡tr陽ol測le旬rs第四妄部分絡(luò)第三粱單元制課文B窗P墊ID控制能器和骨其它?？刂坡云鳌袄硐迪氲膲Α眰骰谶f函追數(shù)是諷：PD控制角器的搜缺點襪是用慰被控先量偏倘差來劑操作答，只峽有積限分作峽用能帳夠消膜除偏督差。撓然而礙，在罵相同案的回塞路中盲，PD控制蠻器能下夠獲額得比機(jī)純比用例控娛制器震更高搜的增遞益，丑從而糾可造旗成更銀小的匠偏差。數(shù)字侍控制晴器和賄其它傾說明如前順?biāo)隽埽讲m（4-木3B婆-2）是伯工業(yè)潔模擬呆控制共器的砌傳遞疼函數(shù)遷，然資而，結(jié)數(shù)字詞控制裕器是盡式（4-技3B以-1）的兔離散聚形式柳。整糾定數(shù)身字控讀制器渠的方坊法與兵整定昆模擬攻控制膝器的鍛方法咸差別致不大傾。在島結(jié)束隙這節(jié)碌之前績，有待必要礙再對酬控制暖器作殘一些非說明還。式怎（4-利3B村-1）表觀明在縫任何襲時候齡，增扎益半都首是變挪化的智，這秀將影正響積疾分和毫微分炊作用射，因觀為智和智必須竿變換緣瑞以適刮應(yīng)Kc的變殃換。際所有宣的模饅擬控籌制器久都是火這種歪類型籌，有揚(yáng)時候傳其被飛指定致為“豬相互橋作用令控制免器”擺。大堪部分勸基于押微處腫理器蔥的控稼制器雨也是珠這種悟類型伶。然安而也載有一冶些控搭制器女用一糞個術(shù)口語KI來替濱代Kc/，用KD替代Kc以避緩免這清個問歪題，肝這就顫意味笑著三唐個整姨定參保數(shù)是P4饒U3均B誼P傅ID誦C些on炮tr皂ol常le席rs鄭a玻nd饅O涂th抓er沸C紙on階tr牽ol禍le包rs第四絲式部分諸第三晨單元六課文B宴P師ID控制鄙器和防其它堡控制報器Kc、KI和KD。最誼后的顏說明蘆是有掌關(guān)微肢分作糠用的偵內(nèi)容銳。改帖變控令制器魯參考幅點的政典型早方法鄙是通裳過如劃圖4-精3B遣-3乓a所示賄的變含化而勤引出惠的方訓(xùn)