1、积分调节2 调节器调节规律：调节器的输出信号与输入信号的动态关系。闭环调节系统（反馈调节）输入信号：偏差信号e 输出信号：调节指令（阀门开度）典型环节：比例、积分、惯性、微分、迟延、振荡。典型调节规律：比例（P）、比例积分(PI)、比例微分(PD)、比例积分微分(PID)控制器控制器PID广义被控对象广义被控对象给定值给定值r r被调量被调量y yeu 统计表明生产过程统计表明生产过程80%80%的控制可以用的控制可以用PIDPID控制器构成控制器构成单回路反馈控制系统进行控制（简单控制系统）。单回路反馈控制系统进行控制（简单控制系统）。PIDPID控制是比例积分微分控制的简称。控制是比例积分
2、微分控制的简称。是一种负反是一种负反馈控制。即控制器与广义被控对象构成的系统为闭环负馈控制。即控制器与广义被控对象构成的系统为闭环负反馈系统。其作用是对输入偏差进行调节，从而缓解系反馈系统。其作用是对输入偏差进行调节，从而缓解系统的不平衡，使系统输出稳定。统的不平衡，使系统输出稳定。控制器包括求偏差控制器包括求偏差和和PID运算运算1比例调节比例调节（P）：输出变化量与输入变化量成正比的调节器。实质是典型环节的比例作用。传递函数 令1pW1pKpKW 调节器比例带比例带越大，调节作用越弱的物理意义：使调节阀开度改变的物理意义：使调节阀开度改变100%100%（即从全关到全开）所需要的被调量的变
3、化范围。（即从全关到全开）所需要的被调量的变化范围。组成：被调对象：单容水箱 调节机构：流入侧阀门 检测器：浮子 调节器：杠杆 执行器：阀门杆被调量：水位H调节量：流入量q110;1,121ARK给定值单位阶跃响应 KC衰减率衰减率 稳态误差稳态误差e essss超调量超调量 振荡频率振荡频率 比例调节特点：动作迅速且始终方向正确。比例带的大小影响着系统的稳定性和准确性。越大，静态偏差越大，准确性越差。越小，稳定性越差。缺点：稳定后存在稳态偏差存在稳态偏差。2积分调节积分调节：动态方程：传递函数：式中：积分时间常数 只有当误差为0，调节器开度才能够保持不变。越小，输出的变化作用越快，积分作用越
4、强。dteTi1sTWiI1iTiT t0t1 HG，eG，e0，水位下降；流入侧小于流出侧；积分输出持续减小；关小流入侧阀门；t2时刻 回到初始水位 流入量小于流出量 t2t3 H0，水位下降；流入侧小于流出侧；积分输出持续增大；开大流入侧阀门；t3时刻 流入量等于流出量 到达最低水位 t3t4 H0，水位上升；流入侧大于流出侧；积分输出持续增大；关小流入侧阀门；t4时刻 回到初始水位 流入量大于流出量 积分调节特点 可以消除被调量的静态偏差。过程中容易出现过调，引起被调量反复振荡，稳定性下降。Ti越小，积分作用越强，稳定性越差，动态偏差越大。如果Ti过小，系统响应迟缓，调节时间加大。积分调
5、节不能单独使用，而是与比例调节配合使用，构成PI调节。1201,1,5.0 sWToi P P、I I、PIPI效果比较（效果比较（G G单位阶跃扰动）单位阶跃扰动）3微分调节微分调节：动态方程：传递函数：式中：TD为微分时间；TD越大，微分作用越强。微分调节规律的输出与误差的变化速度成正比。ddeKdtsTWDD 特点：微分作用具有超前调节的特点 能提高控制过程的稳定性（减小了动态偏差）同样存在静态偏差 不能单独使用，而是和P调节配合使用，构成PD调节。P调节器输出与偏差成正比，目的是减小偏差；I调节器的输出与偏差的正负有关，目的是消除偏差；D调节器输出与偏差的变化速度有关，目的是减小流入流
6、出量差值，减小动态偏差。PIDPID调节特点分析调节特点分析 不能单独使用的原因：只要被调量误差变化率为零，调节器就不动作。当被调量变化以微小的速度变化时，微分调节器不动作。0ett0dTe04课程小结总结总结:l 比例作用能单独地执行调节任务比例作用能单独地执行调节任务,并能使控并能使控制过程趋于制过程趋于稳定稳定,但使被调量但使被调量产生静态偏差产生静态偏差。l 积分作用只有极少的情况积分作用只有极少的情况(对象自平衡能对象自平衡能力大力大,惯性和迟延很小等惯性和迟延很小等)才能单独应用才能单独应用,会会使控制过程变成使控制过程变成振荡振荡甚至不稳定甚至不稳定 ,但能使但能使被调量消除静态偏差。被调量消除静态偏差。l 微分作用不能单独使用微分作用不能单独使用,但能提高控制系但能提高控制系统的稳定性统的稳定性,有效地有效地减少减少被调量的被调量的动态偏差动态偏差。
