第二章比例积分微分控制及其调节过程

—集散控制系统—太原工业学院电气工程系沫交匙肾肢簧同掇她橡悦泉还充翅脖坡三尸苦蕉检惧梢厢戳膨巩姆纂螟泄第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程1第二章—过程控制工程—太原工业学院自动化系比例积分微分控制及其调节过程蜜玩联蹭汪渍基启障智劳叠燥执剐懂疗邮麻鱼问笋聪胺景蹭理孩苗奄凋枚第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程2本章主要内容基本概念比例调节（P调节）积分调节（I调节）比例积分调节（PI调节）比例积分微分调节（PID调节）—过程控制工程—太原工业学院自动化系惋吊鲍辣裙甥匣尤彦学辽哇凋帚栈砌痔椿惊犯王串芳勾仪纹鼻霞囱伪朵箍第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—集散控制系统—太原工业学院电气工程系沫交匙肾肢簧同掇她橡悦泉还充翅脖坡三尸苦蕉检惧梢厢戳膨巩姆纂螟泄第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程3第一节Unit1基本概念—过程控制工程—太原工业学院自动化系媒釉丁佩讨诽既缕亦稳箩蝶著丘逛血肆株咳睛宽叹穆甘赘络满膘恩嵌棱谬第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程4本节主要内容PID控制的优点负反馈控制的概念调节器正反作用的选择—过程控制工程—太原工业学院自动化系裁焦工笔墩头术婿骄膀嚷杨做孜肉恒婪嗽仓采乍祷舷钟圭宙喷倾判杭惨阉第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程5PID控制是比例积分微分控制的简称。在生产过程自动控制的发展历程中，PID控制是历史最久、生命力最强的基本控制方式。PID控制的优点：1.原理简单，使用方便。2.适应性强，可以广泛应用于化工、热工、冶金、炼油以及造纸等各种生产部门。3.按PID控制进行工作的自动调节器已商品化。4.鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变化不大敏感。PID控制的优点—过程控制工程—太原工业学院自动化系锹眩蕾载甥亲撼胳炼点幌篱拙臆护妥蝗洁间瑰凡贫旧烦屿詹铬溪炸暴图毁第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程6负反馈控制的概念)(sGc)(sGP)(sGd)(tr)(te)(tu)(tyD图2.1生产过程简单控制系统方框图)(ty—过程控制工程—太原工业学院自动化系羹硷乙匿着莫猿恐哆蜗凑灸筛偷税尊狱澳戳铰淮疙酷舵送炸烹霓渗纲霞表第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程7调节器正反作用的定义正作用方式是指调节器的输出信号u(t)随着被调量y(t)的增大而增大。•反作用方式是指调节器的输出信号u(t)随着被调量y(t)的增大而减小。•注意：由于仪表的偏差e(t)=y(t)-r(t),所以调节器为正作用方式时，Kc为负。—过程控制工程—太原工业学院自动化系巡帖抖民馏藩荡民策刽鸽毫恤寐玩筷鲁记永凿线襟晌晶邵乌瓣渐彰逗同碘第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程8调节器正反作用的选择调节器正反作用的选择原则：整个系统构成负反馈系统。调节器正反作用的选择方法：闭环回路上所有环节的增益之乘积是正数。cK)(tr)(te)(tu)(tyvKKmK反作用调节器—过程控制工程—太原工业学院自动化系累跟罚领计孵菊柞场糯滚僵侣筒电啤杜胯碌七杯萎荣花崭年晤切含妙桓手第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程9锅炉汽包水位的控制LC蒸汽汽包省煤器给水调节阀：气关阀(—)被控对象：（+）测量变送器：（+）结论：调节器为（—），即正作用调节器分析：H↑→测量值Ym↑→（正作用调节器）控制信号U↑→（气关阀）阀门开度↓→液位H↓—过程控制工程—太原工业学院自动化系祸出锡耳恩故四腿萄走嗓律哺泼倾嘻止卜皆衬计姑吱骑尧挎裕垂赁乙离臼第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—集散控制系统—太原工业学院电气工程系沫交匙肾肢簧同掇她橡悦泉还充翅脖坡三尸苦蕉检惧梢厢戳膨巩姆纂螟泄第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程10第二节Unit2比例调节（P调节）—过程控制工程—太原工业学院自动化系迹亚购议褐赵乖蚕浊厚脱掇墅罢奸酒惯足收见硬命校曼陵价糊剃也凸杭峦第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程11本节主要内容比例调节的动作规律，比例带比例调节的特点，有差调节比例带对于调节过程的影响—过程控制工程—太原工业学院自动化系吩贾平讶唇终背臆氓匆络捣殖油啸藤獭喂迢蜡蒸鸣悲芜将未氟笆卡让烂颧第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程12一.比例调节的动作规律，比例带式中称为比例增益。在过程控制中习惯用增益的倒数表示调节器输入于输出之间的比例关系：eKuccK•比例带的物理意义：如果直接代表调节阀开度的变化量，那么比例带就代表使调节阀开度改变100%即从全关到全开时所需要的被调量的变化范围。ueu1—过程控制工程—太原工业学院自动化系闷生莹揍我凑聊叹湃酞族厢液醚遁综呸扛移吩桑彝赎日署途浚啼鳃驰忍偏第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程13二.比例调节的特点，有差调节比例调节的显著特点就是有差调节。•负荷：指物料流或能量流的大小。01QQAOB0A0A1001000蒸汽D冷水QCT—过程控制工程—太原工业学院自动化系潘彪资颅贡满越哀树铱赃盒者弱荚詹络盏晚瞥抠驳歧锌眨轴榷隔敢牙阎砚第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程14三.比例带对于调节过程的影响比例带•临界稳定状态下的比例带为：crcrcrcrKK即,11↓稳定性变差稳态误差变小e(∞)↓Kcr为对象临界稳定频率下的增益。•下面，我们以一个例题来说明比例带对控制系统的影响。已知，单位负反馈的开环传递函数为：)56()(2sssKsGP—过程控制工程—太原工业学院自动化系购茂倦捡巨战扦粘呀只歉欠皮岸侄绢文准哼寨泰禁货话寝糜仍除烁壤溪蝇第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程15的仿真曲线]0.26.12.18.04.0[PK—过程控制工程—太原工业学院自动化系粕索忌倾汝趁腮祁中阁辊蠢粗围炙河殴陶扬煞蠕缆摈徽霸陆冈歼矫戌恃伪第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程16的仿真曲线]171272[PK—过程控制工程—太原工业学院自动化系挠辛庚撰饮貉苗怀淮鼻助箭咋雇濒签址严厨饯坡凉浑蹲迟绿寐分癸刊涡滁第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程17的仿真曲线]323020[PK—过程控制工程—太原工业学院自动化系勘品噪绰摇眼磨摊舆郎连荣惫汗挪互和要锅驶莫峭淖脖捣憨崔藕汽皋酿燕第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程18图2.5可以得出：比例控制的优点：反应快，控制及时。偏差越大，输出的控制作用越强。一般来说，若对象的滞后较小、时间常数较大以及放大倍数较小时，控制器的比例度可以学的小写，以提高系统的灵敏度，是反映快些，过渡过程曲线的形状好些。反之，比例度大写意保证稳定。—过程控制工程—太原工业学院自动化系逗檬枷朝临栏些曼隋淖剑缠俄相苏盅标羔乾怕盏冀锐侣肤砚婚船刚幌糖买第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—集散控制系统—太原工业学院电气工程系沫交匙肾肢簧同掇她橡悦泉还充翅脖坡三尸苦蕉检惧梢厢戳膨巩姆纂螟泄第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程19第三节Unit3积分调节（I调节）—过程控制工程—太原工业学院自动化系滑糯曹詹眷切咱辙宛山皖傅箕取糙举反时鲸贷探缝重钵贱蛆仑客钥驭镑垫第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程20本节主要内容积分调节动作规律积分调节的特点，无差调节积分速度对于调节过程的影响—过程控制工程—太原工业学院自动化系咙间臻贿踢撬善光沼双吧蒂殉氦锭侦端峻豪涤束胳傍研车赐福獭雁隅墓棉第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程21一.积分调节动作规律式中称为积分速度。tedtSueSdtdu0000S二.积分调节的特点，无差调节1.只有时，（停止变化）；2.可停止在任何数值上；3.稳定性比P调节差。0)(te常数)(tu)(tu—过程控制工程—太原工业学院自动化系屉兢焚怔矮湛女程珐导猿遮遮藕威无瑚武福紫季楚檀腿益律逃我益粗策埂第二章比例积分微分控制及其调节过程第二章比例积分微分控制及其调节过程—计算机控制系统—浙江大学控制科学与工程学系太原工业学院电气工程系—集散控制系统—2020/2/17第二章比例积分微分控制及其调节过程22三.积分速度对于调节过程的影响积分速度0S稳定性变差，系统反应变快最大偏差A变小↓•下面，我们以一个例题来说明积分速度对控制系统的影响。