第四章调节单元.pptVIP

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全刻度指示调节器的原理方框图:第30页,共86页,星期日,2025年,2月5日调节器结构组成:控制单元、指示单元。控制单元:输入电路(偏差差动和电平移动电路)、PID运算电路(由PD与PI运算电路串联)、输出电路(电压、电流转换电路)以及硬、软手操电路;指示单元:测量信号指示电路、设定信号指示电路、内设定电路。第31页,共86页,星期日,2025年,2月5日调节器的信号:输入信号、内设定信号:1~5V直流电压;外设定信号:4~20mA直流电流,(它经过250Ω精密电阻转换成1~5V直流电压)第32页,共86页,星期日,2025年,2月5日调节器的工作状态:有“自动”、“软手动”、“硬手动”及“保持”四种。“自动”状态:测量信号与设定信号通过输入电路进行比较,由比例微分电路、比例积分电路对其偏差进行PD和PI运算后,再经过电路转换为4~20mA直流电流,作为调节器的输出信号去控制执行器。第33页,共86页,星期日,2025年,2月5日“软手动”状态:可以通过选择键位调节器处于“保持’’(即它的输出保持切换前瞬间的数值)状态,或使输出电流可按快或慢两种速度线性地增加或减小,以对工艺过程进行手动控制“硬手动”状态:调节器的输出与手操电压成比例,即输出值与硬手动操作杆的位置一一对应。

第34页,共86页,星期日,2025年,2月5日调节器的“正”、“反”作用:正偏差-----调节器中将偏差e定义为测量值与设定值之差(e=y-r),在测量值大于设定值时。负偏差-----测量值小于设定值。“正”作用-----调节器的输出随着正偏差的增加而增加。若是负偏差,情况相反。“反”作用-----调节器的输出随着正偏差的增加而减小。若是负偏差,情况相反。第35页,共86页,星期日,2025年,2月5日4.1.1输入电路作用:1)将测量信号Vi和设定信号Vs相减,得到偏差信号,再将偏差放大两倍后输出;(其输出信号将送至比例微分电路。)2)是电平移动,将以零伏为基准的Vi和Vs转换成以电平VB(10V)为基准的输出信号VO1。第36页,共86页,星期日,2025年,2月5日VBIC1R1R6-+R2R4R7R3VSViVo1R8R5FT电路图:第37页,共86页,星期日,2025年,2月5日电路分析:输入电路的传递函数第38页,共86页,星期日,2025年,2月5日4.1.2比例微分电路作用:接收以10V电平为基准的偏差信号VO1,进行比例微分运算,其输出电压信号VO2送给比例积分电路。第39页,共86页,星期日,2025年,2月5日RP1aR1RD断CDV02KIC21KΩ9.1KΩ通+-V01VBVBRP1aV02IC2+-VTRDCD1KΩ9.1KΩV01VB无源比例微分网络比例电路微分电路构成比例微分电路的作用是对输入电路的输出信号VO1进行比例微分运算。电路如图所示。将PD电路分为无源比例微分网络图和比例运算电路图两部分单独进行分析。充电结束时,9.1KΩ电阻上的电压全部加到电容CD上,此时VCD(∞)=9.1VO1/10.1并保持该值不变。比例微分电路的输出信号VO2与VT成简单的比例放大关系,因为比例系数为α,所以有VO2=αVO1电路图:第40页,共86页,星期日,2025年,2月5日电路分析:比例微分电路是由无源比例微分网络和比例运算放大器两部分组成的。RC环节对输入信号进行比例微分运算,比例运算放大器起比例放大作用。比例微分电路的传递函数:第41页,共86页,星期日,2025年,2月5日4.1.3比例积分电路作用:接收以10V为基准的PD电路的输出信号VO2,进行PI运算后,输出以10V为基准的l~5V电压VO3,送至输出电路。第42页,共86页,星期日,2025年,2月5日VB24VV02自CI×1K1-+IC3DWBG12.4KD3.9K软硬硬软自K2×109.1KRI1KV03自CMK1D3.9K软硬硬软自K2自K3K1D3.9K软硬硬软自K2电路图:第43页,共86页,星期日,2025年,2月5日CMV03V02CI-+IC3RIPI电路的等效电路第44页,共86页,星期日,2025年,2月5日电路分析:第45页,共86页,星期日,2025年,2月5日4.1

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