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过程控制系统（第 4 版） 李国勇主编 第4 章 习题解答 习题4-1 答：比例控制是有差调节，作用速度快；积分控制是无差调节，但稳定性不如比例控制，且调 整时间加长；微分控制是有差调节，具有超前作用，它有提高控制系统稳定性的作用。 比例、微分控制是有差调节，而积分控制是无差调节。 习题4-2 解：控制器的比例带 / | | e e e (160 −140) /(200 100) − − δ max =× min100% 100=× % 50% / | | u u u max − min (7 3) /(10− 0) − 习题4-3 答：比例积分微分控制（PID 控制）就是综合比例积分和微分三种控制的优点，利用比例控制 快速抵消干扰的影响，利用积分控制消除残差，微分的引入提高了系统的稳定性。 习题4-4 答：具有积分作用的控制器，只要被控变量与设定值之间有偏差，其输出就会不停地变化。如 果由于某种原因(如阀门关闭、泵故障等)，被控变量偏差一时无法消除，然而控制器还是要试图校 正这个偏差，结果经过一段时间后，控制器输出将进入深度饱和状态，这种现象称为积分饱和。 造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分作用，外因是系统长期存在偏差。 为了防止积分饱和的现象发生或降低积分饱和带来的危害，常采用积分分离、限制偏差、输出 上限限幅和局部反馈等多种措施。即消除积分饱和的常用方法有：①限制比例积分调节器的输出在 规定范围；②积分分离法，即人为设定一个限值，在比例积分调节器的输出超过某一限值时，改用 纯比例控制；③遇限削弱积分法，即人为设一限定，当控制输出大于该限定时，只累加负偏差，反 之亦可。 习题4-5 解：(1) 由题图4-5-1 可知 Δe 1, =Δ2, e 2 T i δ Δe 1 所以 δ 50%, 2 T i 2 2 题图4-5-1 比例积分控制器的阶跃响应 (2) 当 时，输出u 的阶跃响应的变化
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