第二章：控制器2.ppt

定性分析 Uo1有阶跃变化， t＝t0，电容CD上的电压不能突变，相当于短路。UT=Uo1 t＞t0，R11上的电压经CD、(R12+RD)形成一个回路对C18充电，随时间的增长，UCD越来越大，UT越来越少。 t＝∞，电容C18上充满了电，相当于开路，UT＝UO1/n，UO2＝αUT＝ αUO1/n Uo1、UT、Uo2的电路变化过程如图所示: Uo1 Uo1 t=to UT Uo1 Uo1/n Uo2 αUo1 αUo1/n 0 t 0 t 0 t 对于比例放大器有： 在微分不加入的情况下 IC2 R 1 R D U T 1/n (n-1)/n U o1 ＝ ／n 通过 向 充电，稳态时UCD ＝ (n-1) Uo1 /n 当微分接入时UT仍为Uo1 /n 在切换瞬间UT保持不变，对输出没影响 U T U o1 U o1 R 1 C D C:比例积分电路： S3：积分时间TI的倍率开关。 S1和S2为机械联锁自动、软手操、应手操切换开关 作用： UO2进行PI运算→UO3 无电平移动 手/自动切换实现 ＰＩ电路的等效电路图 1/m =R15/(R14+ R15) Uo2 t CMUo2/CI t Uo2 to to 其输出曲线为 当输入信号中含有高频信号时，采用理想D就会使输出产生干扰信号，造成执行器的误动作。 因此，不能使用理想D控制规律，通常采用理想D和比例作用以及一阶惯性环节组成实际比例微分控制规律（PD控制规律）。 G（S）=Y（S）/X（S） =KP（1+TDS）/（1+TDS/KD ） KD：微分增益。 给实际的PD调节器输入阶跃信号时，在t=t0时，输出不是无穷大，而是趋近于一个有限值KPKDx，表明微分输出有饱和特性。 t y t x t0 KPKDx KPx (KPKDx- KPx)63.2% td = TD /KD 当KD一定时， TD ??微分作用? ， TD ??微分作用?， TD =0时， D作用消失，PD调节器就变成P调节器 KD的定义： 在阶跃输入信号的作用下实际PD控制规律的输出的初始变化量和最终变化量之比。 KD=y(t0)/y(?)=KPKDx/KPx KD?，微分作用 ?； KD?，微分作用?。 KD＝5～30，一般调节器KD均为常数， 常取KD＝ 10。 PD调节器整定的参数是?和TD ， TD的定义： 在阶跃输入信号的作用下，实际的PD调节器的输出信号从开始的跳变值下降了最大值和最终稳态值之差的63.2%所经历的时间td的KD倍，就是微分时间TD。 TD = td?KD td ＝ 微分时间常数。 PD控制规律的特点： 不论输入信号多大，只要有变化趋势，立即产生输出信号，具有较强的调节作用，这是一种先于比例作用的调节动作，所以称为“超前”调节。（超前是说D作用比P作用超前的时间为td） 练习： X t A T0 Y t KPKDX KP（KD-1）A*63·2% ?D YP=KP*X KD（KP-1）X ?D=TD/KD YD （4）、PID控制规律 理想PID： y=KP(x+1/TI?xdx+TDdx/dt) 实际PID： 输入阶跃信号，则输出信号的变化规律是： ?为理想的PID调节 器 ?为实际的PID调节 器 ? ? t t x y 实际的PID调节器是微分和积分都有饱和特性，关键在于KD和KI均为有限值。 PID调节器的特点： 反应迅速（P）， 消除余差（I）， 超前动作（D）。 作业： 1、根据给定的阶跃输入信号，