双位控制规律

—过程控制基础及应用—浙江大学信息学院控制系12基本控制规律基本的控制规律调节器执行器对象传感器、变送器+－SPxzeuqyf在该控制系统中，被控变量由于受扰动f（如生产负荷的改变，上下工段间出现的生产不平衡现象等）的影响，常常偏离给定值，即被控变量产生了偏差：()()()0etxtzt控制器接受了偏差信号e后，按一定的控制规律使其输出信号u发生变化，通过执行器改变操纵变量q，以抵消干扰对被控变量y的影响，从而使被控变量回到结定值上来。问题：被控变量能否回到给定值上，或者以什么样的途径、经过多长时间回到给定值上来？这不仅与被控对象特性有关，而且还与控制器的特性有关。只有熟悉了控制器的特性，才能达到自动控制的目的。—过程控制基础及应用—浙江大学信息学院控制系2控制规律f（·）＋－z(t)x(t)e(t)u(t)控制规律：控制器的输出信号随输入信号(偏差)变化的规律也称为调节规律()(()())(())utfztxtfet强调：如果，则控制器称正作用控制器；反之，，则称反作用控制器()()ztut()()ztut基本控制规律：比例作用(Proportional)积分作用(Intergral)微分作用(Derivative)工业上（最）常用的控制规律：双位控制纯比例控制P比例积分控制PI比例微分控制PD比例积分微分控制PID一个控制系统主要包括二类基本环节：调节器和广义对象。广义对象在控制系统中属于固定因素，当系统设计好以后，广义对象特性也就被确定下来；在整个控制系统中的控制作用主要是通过调节器来实现的，而调节器真正实现控制的本质在于选择合适的调节规律。不同的控制规律适应不同的生产要求，必须根据生产要求来选用适当的控制规律。如选用不当，不但不能起到好的作用，反而会使控制过程恶化，甚至造成事故。基本的控制规律—过程控制基础及应用—浙江大学信息学院控制系3双位控制是自动控制系统中最简单也很实用的一种控制规律。调节器输出只有2个固定的数值，即只有2个极限位置。其基本的控制规律可描述为：maxmine(t)0()e(t)0uutu当打开当关闭－x(t)z(t)e(t)p(t)+pmaxpmin思考题：这是一种理想的双位控制，请问这种理想的双位控制策略能否直接由于实际工业现场的控制？双位控制—过程控制基础及应用—浙江大学信息学院控制系4双位控制控制器罐压力变送器排放电磁阀例如：某压力控制系统，控制设定值为100KPa，当罐内压力刚好达到100KPa时，调节器输出为0，电磁阀关；罐内压力稍稍大于100KPa时，调节器输出为1，电磁阀开，排除气体降低系统压力，此时罐内压力马上又小于设定值100KPa，电磁阀关，内部压力马上又会重新升高，大于100KPa，调节器输出为1，电磁阀开······，这样调节器输出在0与1之间不断变化，电磁阀也在“开”和“关”二个状态上不停的动作。这种现象在实际工业系统中是绝对不允许的，因为任何一种设备都有一定的使用寿命，电磁阀的使用寿命一般在10万～50万次。如果把双位特性调整为1P110()0190P1100P90ut或－x(t)z(t)e(t)u(t)+umaxumin△u—过程控制基础及应用—浙江大学信息学院控制系5双位控制——总结1.由于双位控制的执行器是从一个固定位置到另一个固定位置，所以整个系统不可能保持在一个平衡状态。2.被控变量总在设定值的附近波动，其过渡过程是持续的等幅振荡，滞回区间的大小影响振荡频率。3.振荡频率低，控制质量差；振荡频率高，影响执行器使用寿命。位式控制的特点：简单、过渡过程是振荡的位式控制的适用范围：时间常数大、纯滞后小、负荷变化不大也不激烈、控制要求不高u