文档介绍：PID调节器
教师讲解：
1、控制器的实现方式分类，什么是PID校正；
2、Ⅲ型电子仪表PID控制；
3、PID的软件实现；
4、单回路调节器；
5、控制器饱和处理
学生思考举例：生产生活中的单回路调节器。
PID控制技术
制理论
期望特性
低频段要斜率大
高频段根据信号要求定转折频率
中频段过零频率
决定稳定性等
以－20dB/dec斜率穿越0dB线，系统稳定。
以－40dB/dec斜率穿越0dB线，系统可能稳定。
以－60dB/dec斜率穿越0dB线，系统不稳定。
计算机控制系统的组态功能：硬件组态、 软件组态。
硬件组态：常以总线式(PC或STD)工控机为主进行选择和配置。总线式工控机具有小型化、模块化、标准化、组合化、结构开放的特点，因此可根据不同的控制对象，选择相应的功能模板，组成各种不同的应用系统。
三、工业控制组态软件
◆DDC系统的核心
◆DDC系统的耳目、手脚
◆DDC系统的窗口
◆DDC系统的安全保障
模块
模板
总
线
母
板
主机单元
A
I
A
O
D
O
D
I
CRT
鼠标
打印机
RS-485
键盘
输入输出单元
主机单元
人机接口单元
软件组态：常以工业控制组态软件为主来实现。
工业控制组态软件是标准化、规模化、商品化的通用过程控制软件，可采用菜单方式，用填表的办法，对输入、输出信号用“仪表组态”方法进行软联接。简单明了、使用方便，大大减少了重复性、低层次、低水平应用软件的开发，提高了软件的使用效率和价值，提高了控制的可靠性，缩短了应用软件的开发周期。
1、控制组态
2、图形生成系统
组态软件主要包括：控制组态、图形生成系统、显示组态、I/O通道登记、单位名称登记、趋势曲线登记、报警系统登记、报表生成系统。
一般有 PID等几十种基本算法。
控制算法组态生成的两种实现方式：
模块宏方式：一个控制规律模块对应一个宏命令。
功能模块和数据结构相结合的方式。
图形画面主要是用来监控生产过程。
静态画面：反映监视对象的环境和相互关系，它的显示是不随时间的变化的。
动态画面：反映被监控对象的状态和数值等，它随现场被监控对象的变化而变化。
3、显示组态
画面显示一般分为总貌、组貌、回路画面。
显示组态操作就是构成这些画面，包括选择模拟显示表、定义显示表及显示登记方法等操作。
调节控制表、报警显示表、阀位操作表、监视操作表、比率设定表、流量累计表。
1）选择模拟显示表
对所选择的显示表的每一个参数进行确定，并在画面上设定相应的值。
2）定义模拟显示表
数字PID控制算法
PID控制是过程控制中应用最广泛的一种控制规律。通过实际运行经验及理论分析，充分证明了PID控制规律用于多数被控对象能够获得较满意的控制效果。 因此，在微机测控系统中也广泛地采用PID控制规律。
在模拟控制系统中，以微型计算机来代替模拟调节器， 可构成微机测控系统。 在控制系统中引入微机，可以充分利用微机对采集数据加以分析并根据所得结果做出逻辑判断等方面的能力，编制出符合某种技术要求的控制程序、管理程序，实现对被控参数的控制与管理。在微机测控系统中，控制规律的实现是通过软件来完成的。 改变控制规律， 只要改变相应的程序即可， 这是模拟控制系统所无法比拟的。
微机测控系统的系统框图
微机测控系统通常利用采样方式对生产过程的各个回路进行巡回检测和控制， 它属于采样调节。 因而， 描述连续系统的微分方程应由相应的描述离散系统的差分方程来代替。
为了将模拟PID控制规律离散化， 令
t＝kT（为了简化表述， 一般在公式中将T省略）
u（t）＝u（k）
e（t）＝e（k）
式中，e（k）为第k次采样所获得的偏差信号；e（k）-e（k-1）为本次与上次测量值偏差之差，在给定值不变时，可表示为相邻两次测量值之差；T为采样周期（两次采样的时间间隔）；k为采样序号，k＝0， 1， 2，…。
则离散系统的PID算式为
在式所表示的控制算式中，其输出值u（k）代表第k时刻执行机构所应达到的位置。当执行机构是阀门时，相当于阀门的开度，即与阀位一一对应，因此，该式通常称为位置型PID算式。
在位置算式中，每次的输出与过去的所有状态有关，它不仅要微机对偏差进行累加， 而且当微机发生任何故障时， 会造成输出量的变化，从而大幅度地改变阀门位置，这将给安全生产带来严重后果，