项目一 液位控制系统 模块四 智能PID调节器的使用 湖州职业技术学院机电工程分院
1 模 块 四 智能PID调节器的使用 湖州职业技术学院机电工程分院 项目一 液位控制系统
调节器的作用 干扰作用f 给定值 又偏差 操纵变量 被控变量y 控制器 控制阀 被控对象 e (给水) 测量元件 变送器 比较偏差一一e(t)=z(t)-s(t) 调节器作用 计算作用值一一u(t)=f[e(t)]
2 比较偏差——e(t)=z(t)-s(t) 计算作用值—— u(t)=f[e(t)] 调节器作用 一、调节器的作用 z 给定值 偏差 操纵变量 控制器 控制阀 被控对象 测量元件 变送器 （给水） 被控变量 y 干扰作用 f s e u
彩 三、 调节器的控制规律 PID PID控制规律 比例控制规律一P 是工业上最常用 积分控制规律， 的控制（调节） 规律 微分控制规律一D
3 二、调节器的控制规律 PID控制规律 是工业上最常用 的控制（调节） 规律 P I D 比例控制规律——P 积分控制规律——I 微分控制规律——D
(一)比例控制 (P) 1、比例控制规律 △u=K.e t 输入输出特性 阶跃响应曲线
4 1、比例控制规律 u K e = c （一）比例控制（P） 输入输出特性 阶跃响应曲线 e t t △u
2、比例控制特点 Au=a -Ke b a 控制及时，无延滞。 比例控制系统 控制特 被控变量存在偏差 最基本的控制规律
5 2、比例控制特点 控制及时，无延滞。 被控变量存在偏差 b a K e K e b a u c c = = = 控 制 特 点 最基本的控制规律 Qi Qo e u 比例控制系统 b a
3、 比例度概念 比例度是控制器输入的相对变化量与相应的输出 相对变化量之比的百分数。用数学式可表示为： △u 6=50 1009% e 6=100 O= (2max-min】 ×100% 6=200% △L 50% Umeax-Umin 50% 100% 控制器的比例度可理解为：要使输出信号作全范围的变 化，输入信号必须改变全量程的百分数。 65
6 比例度是控制器输入的相对变化量与相应的输出 相对变化量之比的百分数。用数学式可表示为： ( ) 100% max min max min − − = u u u z z e 控制器的比例度可理解为：要使输出信号作全范围的变 化，输入信号必须改变全量程的百分数。 3、比例度概念
3、比例度概念 比例度6与比例放大系数不的关系为： K 由于K为常数，因此控制器 6= ×100% 的比例度6与比例放大系数K成 Kc 反比关系。 式中 K=m一lm 在单元组合仪表中，控制器 的输入信号是由变送器来的，而 控制器和变送器的输出信号都是 统一的标准信号，因此常数K=1。 δ= -×100% 所以在单元组合仪表中，6与K。 K 互为倒数关系，即：
7 比例度δ与比例放大系数Kc的关系为： = 100% Kc K max min max min z z u u K − − 式中 = 由于K 为常数，因此控制器 的比例度δ与比例放大系数Kc成 反比关系。 在单元组合仪表中，控制器 的输入信号是由变送器来的，而 控制器和变送器的输出信号都是 统一的标准信号，因此常数K =1。 所以在单元组合仪表中，δ与Kc 互为倒数关系，即： 100% 1 = Kc 3、比例度概念
4、比例度的影响及适用场合 比例度越大， 比例度越小， 系统越平稳； 控制要求不高， 控制作用越强， 比例度越小， 允许有余差存在。 余差越小。 系统振荡加刷。 对余差的影响 对系统稳定影响 适用场合
8 4、比例度的影响及适用场合 对余差的影响 适用场合 比例度越小， 控制作用越强， 余差越小。 比例度越大， 系统越平稳； 比例度越小， 系统振荡加剧。 控制要求不高， 允许有余差存在。 对系统稳定影响
(二) 积分控制 (I) Au-Ked 1、积分控制规律 当控制器的输入偏差是 一幅值为4的阶跃信号时， 上式就可写为： △u=K,At 积分控制器输入输出特性
9 = t I u K edt 0 积分控制器输入输出特性 当控制器的输入偏差是 一幅值为A的阶跃信号时， 上式就可写为： u K At = I 1、积分控制规律 （二）积分控制（I）
2、积分控制特点 有偏差，控制器就有输出 Au-Ked 无偏差，控制器才无输出 控制总滞后，不单独使用 积分控制系统是一个无差系统 10
10 积分控制系统是一个无差系统 = t I u K edt 0 有偏差，控制器就有输出 无偏差，控制器才无输出 控制总滞后，不单独使用 2、积分控制特点