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第五章 自动控制仪表
内容提要
概述
基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
双位控制
比例控制
积分控制
微分控制
模拟式控制器
数字式控制器
可编程序控制器
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第一节 概论
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控制仪表经历三个发展阶段
基地式控制仪表
单元组合式仪表中的控制单元
以微处理器为基元的控制装置
第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
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控制器的控制规律是指
控制器的输出信号与输入信号之间的关系。
即
常常是假定控制器的输入信号e是一种阶跃信号,然后来研究控制器的输出信号p随时间的变化规律。
在研究控制器的控制规律时
第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
控制器的基本控制规律
位式控制(其中以双位控制比较常用)、比例控制(P)、积分控制(I)、微分控制(D)及它们的组合形式,如比例积分控制(PI)、比例微分控制(PD)和比例积分微分控制(PID)。
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第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
一、双位控制
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理想的双位控制器其输出p与输入偏差额e之间的关系为
图5-1 理想双位控制特性
图5-2 双位控制示例
第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
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将上图中的测量装置及继电器线路稍加变化,便可成为一种具有中间区的双位控制器,见下图。由于设置了中间区,当偏差在中间区内变化时,控制机构不会动作,因此可以使控制机构开关的频繁程度大为减少,延长了控制器中运动部件的使用寿命。
图5-3 实际的双位控制特性
图5-4 具有中间区的双位控制过程
第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
双位控制过程中一般采用振幅与周期作为品质指标
结论
被控变量波动的上、下限在容许范围内,使周期长些比较有利。
双位控制器构造简单、成本较低、易于实现,因而
应用很普遍。
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第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
二、比例控制
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在双位控制系统中,被控变量不可避免地会产生持续的等幅振荡过程,为了避免这种状况,应当使控制阀的开度与被控变量的偏差成比例,根据偏差的大小,控制阀可以处在不一样的位置,这样就有也许获得与对象负荷相适应的操纵变量,从而使被控变量趋于稳定,达到平衡状态。
第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
图5-5 简单的比例控制系统示意图
如左图,根据相似三角形原理
对于具有比例控制的控制器
比例控制的放大倍数KP是一种重要的系数,
它决定了比例控制作用的强弱。
(5-4)
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