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图1-16 输入电路原理图 偏差差动电平移动电路。 二、输入电路 1、作用：偏差检测、电平移动 U i IC1 R1 R2 R3 R4 R5 U s R7 R8 R6 U o1 （1）输入电路采用偏差差动输入方式，为了消除集中供电引入的误差。 （2）电平移动的目的是使运放工作在允许的共模输入电压范围内。 1.2 基型控制器 图1-17 集中供电引入的误差 二线制 变送器 IC1 为何采用偏差差动输入方式？ 1.2 基型控制器 图1-18 引入导线电阻压降后 的输入电路原理图 U i IC1 R1 R2 R3 R4 R5 U s R7 R8 R6 U o1 U CM1 U CM2 U B 取 则有： 2、电路分析 1.2 基型控制器 F T 3、为何要进行电平移动 目的使输入电压在运放共模容许输入电压范围内。 运放能正常工作 运放不能正常工作 运放共模容许输入电压范围在2V以上。 1.2 基型控制器 三、PD电路 组成：无源比例微分网络＋比例运算放大器 1、作用：将输入电路输出的电压信号ΔUo1 进行PD运算 图1-19 PD电路 1.2 基型控制器 输入、输出关系 S置“通” 1.2 基型控制器 1.2 基型控制器 方法二：三要素法 1.2 基型控制器 （2）“通”、“断”无扰动切换 稳态时，“通”、“断”切换，VTB电位均等于 为等电位切换。输出无跳变。 “断”位 思考：阶跃输入下，PD电路输出相应特性曲线。 实验法如何确定微分增益和微分时间常数。 其它方法如何确定微分增益和微分时间常数。 1.2 基型控制器 1.2 基型控制器 图1-20 ＰＩ电路的等效电路图 四、PI电路 1、功能：对△V02进行PI运算，输出对VB的信号。 1.2 基型控制器 + 2、理想PI运算关系 1.2 基型控制器 3、实际PI运算关系 1.2 基型控制器 4、实际PI电路阶跃响应曲线 图1-22 实际PI电路阶跃响应曲线 由公式 慢积分为快积分时间10倍 1.2 基型控制器 思考：输入端长期接受正偏差是否会出现积分饱和？ t t 等待 时间 △U02 －△U03 如何消除积分饱和？ 1.2 基型控制器 五、PID电路传递函数 -2 图1-23 控制器PID电路传递函数方框图 1.2 基型控制器 1.2 基型控制器 调节精度 图1-24 实际PID阶跃响应曲线 稳态误差及调节精度 1.2 基型控制器 六、输出电路 1、功能：电平移动与V/I变换。 将以VB为基准的1～5VDC信号转变为4～20mA DC的信号输出。 方法1：静态分析法 1.2 基型控制器 图1-25 输出电路 1.2 基型控制器 方法2：动态分析法 1.2 基型控制器 图1-25 输出电路 1.2 基型控制器 七、手动操作电路 作用：实现手动操作，有软手操和硬手操两种操作方式 图1-26 手动操作电路 1.2 基型控制器 1、软手操电路 两个作用： 使电容CI两端电压恒等于U02 使IC3处于保持工作状态 软手操电路功能：控制器的输出电压与输入参考电压的信号成积分关系。 图1-27软手操作电路 思考：自动与软手动之间切换是否为无扰动切换？ 1.2 基型控制器 （1）积分输出 （2）慢手操与快手操 1.2 基型控制器 软手操电路输出电压满量程1-5V变化所需的时间： 改变RM的大小，可进行快慢两种速度的软手操 1.2 基型控制器 2、硬手操电路 （1）功能：控制器的输出压与手动输入电压信号成比例关系。 图1-28 硬手操作电路 两个作用： 使电容CI两端电压恒等于U02 组成比例电路 思考：A、M、H之间切换能否实现无扰动？ M、H→A H、A →M A、M→H 1.2 基型控制器 1 模拟式控制器 1.1 控制器的运算规律和构成方式 P、PI、PD、PID特点及控制器的构成 1.2 基型控制器 控制器功能，各组成部分电路分析。 1.3 特种控制器和附加单元 PI抗积分饱和，偏差报警，输出限幅。 控制器功能：将来自变送器的测量值与给定值相比较后产生的偏差进行一定规律的运算，并输出统一标准信号, 去控制执行机构的动作，以实现对温度、压力、流量、液位及其他工艺变量的自动控制。 图1-1 单回路控制系统方框图 模拟式控制器 1 控制器 对象 变送器 给定值 偏差 测量值 被控变量 扰动 x s ε x i ? y 执行器 1.1 控制器的运算规律和构成方式 1、运算规律： 输出信号?y随输入信号ε的变化规律。 2、运算规律种类 P、PI、PD、PID四种。 ? y ? y ε 0 为正偏差； ε 0 为负偏差 ε 0 时 0 称控制器为正作用； ε 0 时 0 为