gansc9606@sina.com自动化教研室第二章：控制器gansc9606@sina.com自动化教研室•重点和难点：•①P、I、D、PI、PD、PID控制规律的特点及其响应曲线•②数字式PID的离散方程•③DDZ-Ⅲ型基型调节器的分类电路分析、计算•④数字式控制器硬件、软件组成原理•⑤有关调节器的分析、计算gansc9606@sina.com自动化教研室控制器在自动化控制系统中起控制作用。它将来自变送器的测量信号与给定值相减以得到偏差信号，然后对偏差信号按一定的控制规律进行运算，运算结果为控制信号，输出至执行器。习惯上，单元组合仪表和单个仪表形式的控制器常称调节器，如DDZ-II型电动调节器，DDZ-III型电动调节器和可编程调节器等。本章首先介绍控制规律的基本概念，这是控制器的共性问题；然后介绍模拟式控制器和数字式控制器。有关可编程程序控制器等内容将在以后的章节或相关课程中介绍。gansc9606@sina.com自动化教研室1、控制规律：•1）控制规律的表示方法：–A：何为控制器的控制规律：–令：偏差e=PV-SP–控制器的控制规律就是控制器的输出随输入信号（偏差）的变化的规律。控制器执行器对象变送器spT+-PVD（干扰）gansc9606@sina.com自动化教研室习惯上：e>0称为正偏差；e<0称为负偏差；若：e>0，控制器的输出u>0：称为正作用控制器e>0，控制器的输出u<0：称为反作用控制器基本控制规律：比例（P）、积分（I）、微分（D）常用控制规律：P、PI、PD、PID四种工业上常用的控制规律。gansc9606@sina.com自动化教研室B：控制规律的表示方法：调节器的输入信号和输出信号可能是不同的物理量。为了用通式表示它们的特性-----采用无量纲方程，故都用相对量来表示调节器的输入和输出信号。输入：偏差相对于输入信号范围的比值表示；X=e/（emax-emin）输出：输出变化量相对于输出信号范围的比值表示；Y=u/（umax-umin）gansc9606@sina.com自动化教研室2）控制器的控制规律：•（1）比例控制规律：YP=KPXKP：为比例放大倍数或比例增益•比例增益反映了比例作用的强弱：KP越大，比例作用越强，在X一定时，控制器器的输出越大。•在控制器常用比例增益的倒数来表示比例作用的强弱•比例带（比例度）：=1/KP*100%*kP比例作用;kP比例作用gansc9606@sina.com自动化教研室xy100%50%50%PB=50%PB=100%PB=200%=50%输入信号变化100%输出信号变化?=100%输入信号变化100%输出信号变化?=200%输入信号变化100%输出信号变化?50%200%100%gansc9606@sina.com自动化教研室注意：在模拟控制器中，比例作用的强弱是用Kp的倒数----比例度δ进行刻度的，但“％”一般不在比例度盘上划出来。gansc9606@sina.com自动化教研室比例控制规律的特点：•及时迅速：只要有偏差输入，其输出立即按比例变化。–控制器的输出与输入成比例关系，在有扰–动时最后的输出有余差XYttAKPAgansc9606@sina.com自动化教研室余差的定义：调节过程结束时，测量信号的新稳态值和给定信号之差。为什么P控制规律会产生余差呢？——是P控制规律自身的特点考察用P控制规律构成的定值控制系统@@@@@@请同学们思考!!!!!。gansc9606@sina.com自动化教研室假设系统原处于平衡状态，则xi=xs。由于扰动f的加入，使对象的输出发生变化，破坏了平衡状态。若fxixi>xsx进入调节器，经P运算后，则有y去克服扰动f，力图使x，但是P调节器的输出y和输入x因成正比关系而有相互对应关系，若想输出一定的信号y去克服扰动f的影响，就必须有一定的输入信号x存在。gansc9606@sina.com自动化教研室因此，比例调节过程结束时，总存在一个x，x=xi–xs式中xi——新稳态值xs——给定值x——余差所以，P调节器当负荷发生变化时（xi发生变化），或给定值发生变化时（xs发生变化）均会产生余差，其大小和比例增益有关。KP余差gansc9606@sina.com自动化教研室讨论:一台比例调节器，输入信号1~5V，输出信号4~20mA，若=40%时，输入信号变化量为1V，输出信号的变化量为多少？gansc9606@sina.com自动化教研室补充作业•液位控制系统采用纯比例调节器，在开车前要对变送器、调节器和执行器进行联校，当=20%，偏差=0时，手动操作使调节器的输出=12...
