6.4积分饱和及其预防措施 积分饱和 有积分作用的控制器，如果处于开环状态，由于偏差一直存在，那么，输出就 直增加碱小，直到达到仪表输出极限。 启发式 产生积分饱和的3个条件： 课堂讨论 (1)1作用(2)开环(3)偏差长期存在 不但选择性系统中，其它系统，只要具备以上三个条件，就会有积分饱和（如 串级) 互动法 6.4.1积分饱和的产生及其危害性 PI控制器的特性关系： 积分 0=k,0rer 饱和传递函数： 的产 生及 其危 器周 E(s) 害性 若e0时： k,etur→-ame<0 控制器开环（未被选中）输出一直变化，达到极限 气动控制器0.02-0.1Mpa-0-0.14Mpa 电动控制器4-20mA.4~20mA 变 当被选中时，由于信号已经超出了有效区间，阀门不动作，“控制死区 例：以气动调节器为例，它的输出最小为零 源压力为0.14MPa 接受控制器输出信号的控制阀的工作信号却是0.02-0.1MP阳。当控制器输出 低于0.02或高于0.IMPa时，控制器输出虽仍在变化，但控制阀却因已达极限位 置（全开或全关）而不再动作了。也就是说这时控制器输出的变化并不能改变控 制参的数值实际上己不再起制作用0002及01014是制死区。 处于积分饱和状态的控制器 当偏差改变符号，其输出也向相反方向积分，然 而它的输出在还没有回到0.02-0.1MPa信号范用内之前，控制阀仍保持原先的状 态（全开或全关）而不变，这样就不能及时进行控制，使控制效果变差。因而积 分饱和对控制是很不利的。 由上分析，产生积分饱和的原因有三：控制器有积分作用：偏差长期存在 控制器处于开环工作状态。 无论从安全角度，或者从提高控制质量角度，必须防止积分饱和现象的产生- 8 - 积分 饱和 的产 生及 其危 害性 18 分 钟 6.4 积分饱和及其预防措施 积分饱和 有积分作用的控制器，如果处于开环状态，由于偏差一直存在，那么，输出就一 直增加/减小，直到达到仪表输出极限。 产生积分饱和的 3 个条件： （1）I 作用 （2）开环 （3）偏差长期存在 不但选择性系统中，其它系统，只要具备以上三个条件，就会有积分饱和（如 串级）。 6.4.1 积分饱和的产生及其危害性 PI 控制器的特性关系： () () ( ) ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = + ∫ t i p e d T u t K e t 0 1 τ τ 传递函数： ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = = + T s K E s U s G s i c p 1 1 ( ) ( ) ( ) 若 e≠0 时： ( ) ( 0) 1 0 → ∞ > ∫ e d e T K t i P τ τ ( ) ( 0) 1 0 → −∞ < ∫ e d e T K t i P τ τ 控制器开环（未被选中）输出一直变化，达到极限 气动控制器 0.02~0.1Mpa --- 0 ~ 0.14Mpa 电动控制器 4~20mA --- 4 ~ 20mA 当被选中时，由于信号已经超出了有效区间，阀门不动作，“控制死区” 例：以气动调节器为例，它的输出最小为零，气源压力为 0.14MPa。 接受控制器输出信号的控制阀的工作信号却是 0.02-0.1MPa。当控制器输出 低于 0.02 或高于 0.1MPa 时，控制器输出虽仍在变化，但控制阀却因已达极限位 置（全开或全关）而不再动作了。也就是说这时控制器输出的变化并不能改变控 制参数的数值，实际上已不再起控制作用，0-0.02 及 0.1-0.14 是控制死区。 处于积分饱和状态的控制器当偏差改变符号，其输出也向相反方向积分，然 而它的输出在还没有回到 0.02-0.1MPa 信号范围内之前，控制阀仍保持原先的状 态（全开或全关）而不变，这样就不能及时进行控制，使控制效果变差。因而积 分饱和对控制是很不利的。 由上分析，产生积分饱和的原因有三：控制器有积分作用；偏差长期存在； 控制器处于开环工作状态。 无论从安全角度，或者从提高控制质量角度，必须防止积分饱和现象的产生。 启发式 课堂讨论 互动法