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（1）微分控制规律特点：A、偏差变化越大，则微分作用的输出越大。B、对于一个固定不变的偏差Δx不管它有多大，yD＝0是一种理想的微分作用，因此不能单独作为调节规律使用。3．比例积分微分控制（PID）第30页，共73页，星期日，2025年，2月5日（2）实际的比例微分控制规律公式：阶跃响应曲线：第31页，共73页，星期日，2025年，2月5日微分时间常数指在阶跃偏差A作用下，比例微分作用的输出立即上跳到KpKdA，然后按指数规律慢慢下降，当下降了微分部分的63.2%时，所经历的时间，就是微分时间常数τ。而微分时间Td=τKd。实际工作中，通常用这一方法测定Td的大小。微分调节规律的特点由于微分作用的输出与成正比，这种根据偏差变化的趋势，提前采取的调节措施称为“超前调节”（预调）。由于微分作用具有超前的特点，因此微分作用如果使用得当，可以使被控变量的超调量减小，操作周期和回复时间缩短，系统的质量得到提高，特别使对滞后大的对象，效果更显著。第32页，共73页，星期日，2025年，2月5日（4）比例积分微分控制规律公式：阶跃响应曲线：第33页，共73页，星期日，2025年，2月5日4．数字PID控制模拟信号离散化第34页，共73页，星期日，2025年，2月5日（二）控制器参数对过渡过程的影响1．δ对过渡过程的影响δ越小比例作用越强最大偏差（超调量）减小振荡周期减小余差减小衰减比减小δ的大致范围是：压力对象30~70%；流量对象40~100%；液位对象20~80%；温度对象20~60%。第35页，共73页，星期日，2025年，2月5日2．Ti对过渡过程的影响Ti↑积分作用↓纯比例控制存在余差Ti↓积分作用↑消除余差震荡剧烈对于管道压力、流量等滞后不大对象，Ti可选得小一些温度对象的滞后较大，Ti可选取大一些。（二）控制器参数对过渡过程的影响第36页，共73页，星期日，2025年，2月5日3．Td对过渡过程的影响Td↑微分作用↑动态偏差↓余差↓稳定性↓Td↓微分作用↓动态偏差↑余差↑稳定性↑1为PD作用2为PID作用3为P作用4为PI作用5为I作用第37页，共73页，星期日，2025年，2月5日第三节自动控制系统一、简单控制系统二、复杂控制系统第38页，共73页，星期日，2025年，2月5日一、简单控制系统（一）简单控制系统的组成1．组成：控制器执行器对象检测变送器设定值x+e控制器输出p操纵变量q被控变量y扰动f测量值z-自动化装置工艺对象第39页，共73页，星期日，2025年，2月5日2．特点：构成简单、仪表的数量少、投资小、操作维护也比较方便在一般情况下，都能满足控制质量的要求。使用量约占控制系统比例的80%以上。一、简单控制系统储罐HTHC差压变送器液位调节器执行器第40页，共73页，星期日，2025年，2月5日（二）简单控制系统方案的确定1．步骤：（1）确定被控变量，在被控制变量所在的设备上确定检测点（2）确定操纵变量，在操纵变量所在的管线上放上执行器（3）在二者之间联上控制器就构成了简单的控制系统一、简单控制系统第41页，共73页，星期日，2025年，2月5日2．被控变量的选择（1）被控变量一定是反映工艺操作指标或状态的重要参数。（2）若工艺变量本身（如T、P、F、H等）就是要求控制的指标（称直接指标），则应尽量选用直接控制指标为被控变量。（3）如果直接指标无法获得或很难获得，则应选用与直接指标有单值对应关系且反应又快的间接指标为被控变量。（4）被控变量应是为保持生产稳定，需要经常控制的变量。（5）被控变量一般应该是独立可控的，不至因调整它而引起其它变量的明显变化、发生关联作用而影响系统稳定。（6）被控变量应是易于测量、灵敏度足够大的变量。一、简单控制系统第42页，共73页，星期日，2025年，2月5日3．操纵变量的选择（1）所选的操纵变量应对被控变量的影响大、反应灵敏，且使控制通道的放大系数大、时间常数小、滞后小，保证控制作用有力、及时。（2）所选的操纵变量应使扰动通道的时间常数尽量大，放大系数尽量小。执行器尽量靠近扰动输入点，以减小扰动的影响。（3）操纵变量的选择，要考虑工艺上的合理性，一般避免用主物料流量作为操纵变量。换言之是要选择工艺上合理且允许调整又可控制的变量。一、简单控制系统第43页，共73页，星期日，2025