基本控制规律剖析.ppt

目录： 位式控制 双位控制 具有中间区的双位控制 多位控制 比例控制 比例控制规律及其特点 比例度及其对控制过程的影响 概论 概论 第一节 位式控制 一、双位控制 第一节 位式控制 第一节 位式控制 第一节 位式控制 三、多位控制 第二节 比例控制(P控制） 第二节 比例控制 第二节 比例控制 第二节 比例控制 第二节 比例控制 第二节 比例控制 第二节 比例控制 第二节 比例控制 第二节 比例控制 第二节 比例控制 第三节 积分控制（I控制） 一、积分控制规律及其特点 第三节 积分控制 第三节 积分控制 第三节 积分控制 二、比例积分控制规律与积分时间 第三节 积分控制 第三节 积分控制 三、积分时间对系统过渡过程的影响 第四节 微分控制 一、微分控制规律及其特点 第四节 微分控制（D控制） 二、实际的微分控制规律及微分时间 第四节 微分控制 第四节 微分控制 第四节 微分控制 第四节 微分控制 第四节 微分控制 四、比例积分微分控制（PID控制） 第四节 微分控制 第五节 模糊控制 模糊控制（fuzzy control），也称模糊逻辑控制（fuzzy logic control），是一种以模糊集合，模糊逻辑和模糊运算为基础的计算机先进控制技术。 一个模糊控制系统的性能优劣，主要取决于模糊控制器的结构、所采用的规则、合成推理算法以及模糊决策的方法等因素。 模糊控制器的基本结构如图所示 例题分析 三、比例微分控制系统的过渡过程 当比例作用和微分作用结合时,构成比例微分控制规律 （9-27） 比例微分控制器的输出Δp等于比例作用的输出ΔpP与微分作用的输出ΔpD之和。改变比例度δ(或Kp)和微分时间 TD分别可以改变比例作用的强弱和微分作用的强弱。 说明： 30 图5-19 微分时间对过 渡过程的影响 微分作用具有抑制振荡的效果，可以提高系统的稳定性,减少被控变量的波动幅度,并降低余差。 微分作用也不能加得过大。 微分控制具有“超前”控制作用。 31 同时具有比例、积分、微分三种控制作用的控制器称为比例积分微分控制器。 （9-28） 32 图9-20 PID控制器输出特性 比例度δ、积分时间 TI和微分时间 TD。 三个可调参数 适用场合 对象滞后较大、负荷变化较快、不允许有余差的情况。 控制规律 比例控制、积分控制、微分控制。 33 基本控制规律 1 积分控制 积分控制规律及其特点 比例积分控制规律与积分时间 积分时间对系统过渡过程的影响 微分控制 微分控制规律及其特点 实际的微分控制规律及微分时间 比例微分控制系统的过渡过程 比例积分微分控制 3 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 经常是假定控制器的输入信号e是一个阶跃信号，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 p = f(e) = f(z-x) 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（Proportion） 积分控制（Integration） 微分控制（Differentiation） 4 5 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 6 将上图中的测量装置及继电器线路稍加改变，便可成为一个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降低，延长了控制器中运动部件的使用寿命。 图5-3 实际的双位控制规律 二、具有中间区的双位控制 　图5-4 具有中间区的双位控制过程 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、下限在允许范围内，使周期长些比较有利。 双位控制器结构简单、成本较低、易于实现，因而 应用很普遍。 7 对系统的控制效果较好，但会使控制装置的复杂程度增加。 图5-5 三位控制器特性图 8 以电炉加热为例。三位式调节可以用两个继电器在的触点组成“升温加热”、“恒温调节”及“停止加热”三种输出状态。具体实现方法为采用辅助加热器A和主加热器B两组加热器: 当测量值低于下限设定值时，上、下限继电器均吸合，系统进入“升温加热”状态，此时A、B二组加热器同时加热，因此升温速度较快。 当测量值到达下限设定值，但尚低于上限设定值时，下限继电器释放，断开辅助加热器A的能源供给，升温速率随之下降，系统进入“恒温加热”状态。 当测量值到达上限设定值时，下限继电器仍保持断开状态，上限继电器开始释放，断开主加热器B 能源供给。此时由于主辅