哈工大的过程控制课程第二章.pptVIP

§2-1基本概念

§2-2比例调节

§2-3积分调节

§2-4比例积分调节

§2-5比例积分微分调节

本章重点回顾

作业;§2-1 基本概念

1.基本控制算法

2.基本PID控制算法

3．PID调节的优点

4．调节器偏差的定义

5.调节器正反作用定义

6．正反作用的判断方法;§2-2比例调节(ProportionalControl)

比例调节规律（P调节）

比例带

调节过程

比例调节的特点

KC变化对系统控制性能指标的影响;§2-3 积分调节(IntegralControl)

1.积分调节规律（I）

2.调节过程

3.积分调节的特点

4.TI变化对系统控制性能指标的影响

5.与P调节比较

;§2-4比例积分调节（PI调节）

1.比例积分调节规律（PI）

2.调节过程

3比例积分调节的特点

4.对系统控制性能指标的影响

5.与P调节比较

6.积分饱和现象

;§2-5比例积分微分调节

1.微分调节（DerivativeControl）

2.比例微分调节（PD）

3.比例微分调节特点

4.比例微分控制算法使用注意事项

5.比例积分微分调节（PID）

6.PID控制作用对过渡过程的影响;§2-1基本概念;1）比例（proportional）控制作用：控制作用u与偏差e成比例;2.基本PID控制算法;实际PID的传递函数为：;3．PID调节的优点

?原理简单（适用和实现方便）

?适应性强（应用面宽）

?鲁棒性强（对过程变化不敏感）

4．调节器偏差的定义

（1）按仪表制造业的规定：;（1）控制规律与环节的正反作用;正作用：e*↑(e↓)→u↑，即KC为负

反作用：e*↑(e↓)→u↓，即KC为正;（2）调节器正反作用的设置;6．正反作用的判断方法:;确定调节器正反作用的步骤：

1）根据工艺安全性的要求，确定控制阀的作用方式，如气开阀的增益为正，气闭阀的增益为负；

2）根据对象的输入和输出关系确定对象增益的正负

3）根据检测变送环节的输入输出关系确定检测变送环节的增益正负

4）根据负反馈准则，确定调节器的正反作用;负反馈准则;气开阀;蒸汽;§2-2比例调节（proportionalControl）;2.比例带（比例度proportionalband）：;δ的物理意义：使调节阀开度改变100%（即从全关到全开）所需要的被调量的变化范围。;?比例带指在这样偏差内u与e为线性关系;3.调节过程：;μ100;例：水位调节系统;4.比例调节的特点;5.KC变化对系统控制性能指标的影响;1.积分调节规律（I调节）;l1;3.积分调节的特点;4.TI变化对系统控制性能指标的影响;5.与P调节比较;?系统稳定性下降（加了一个位于原点的开环极点）

?静态：无稳态误差；

?动态：由于调节不及时σ较大

?在相同的稳定裕度下，σ↑，振荡频率低，调节过程加长。;1.比例积分调节规律（PI）;TI称为积分时间，或重定时间；;θT;控制器积分时间变化时的输出曲线;☆对稳定性的影响（从幅频特性分析）;3．比例积分调节的特点;5.与P调节比较;6.积分饱和现象（windup）;仪表范围的最大（小）值（电动20mA和4mA，气动0.1MPa和0.02MPa），达到最大（小）极限值（如气动的0.14～0.16MPa和0MPa）时偏差反向时，调节器输出不能及时反向，要一定延时后，调节器输出才能从极限值回到仪表范围的最大（小）值，期间调节器不能发挥调节作用，造成调节不及时。

?内因是调节器包含积分控制作用，积分输出达到某一限值；

?外因是控制器长期存在偏差，控制器输出会不断增加或减小，直到极限值。如阀关闭或控制器未选中等。;积分饱和和积分过量：

?I和P作用一样，在一定范围内起作用，输出达到限值后就不再升或降，即积分作用的饱和特性；

?常将积分过量称为积分饱和；

?当偏差存在时由于I作用，调节器输出可在任意位置，可消除静差；

?e存在时因I输出在任意位置，当达某一限值使误差反向时，则积分饱和造成输出不能及时反向；

?积分饱和造成执行机构不能及时改变方向的现象称为积分饱和现象。;例：压力安全放空系统;给定值r;☆积分饱和的防止;如取一定值UB，则UB=0时积分为0，从而防止积分饱和，在选择、串级控制系统中常采用积分外反馈。;例如在正反馈回路中加入一个间隙单元;1.微分调节（DerivativeControl）;2.比例微分调节（PD）;?实际比