过程装备控制技术及应用教案 第二章过程装备控制基础 7页共15页 的扰动作用下,调节器的输出增大,最大偏差减小,余差消除加快,但系统的振荡加剧,稳 定性下降,过小,还可能导致系统的不稳定。 积分作用的引入,一方面消除了系统的余差,而且另一方面却降低了系统的其他品质指标。 比例积分调节规律的适用性很强,在多数场合下均可采用。只是当被控对象的滞后很大时, 可能PI调节的时间较长;或者当负荷变化特别剧烈时,P调节不免及时,在这种情况下, 可再增加微分作用 (4)比例积分微分调节规律(PID) 对于惯性较大的被控对象,如果调节器能够根据被控变量的变化趋势来采取措施,而不要 等到被控变量已经出现较大偏差后才开始动作,那么调节的效果将会更好,等到于赋予了调 节器以某一种程度的预期见性,这种调节规律就是微分调节规律 微分调节规律(D)在微分调节中,调节器的输岀信号的变化量与输入偏差的速度成正比 其数学表达式为 式中T为微分时间 基在某一时刻T=I0输入一个阶跃变化的偏差信号节=A,则在此时刻调节器的输出为无穷 大,蓁时间输出为零,显然这一特性没有实用阶值,称为理想微分作用特性。 微分调节器的输出只与偏差的变化速度有关,而且与偏差的存在与否无关,即微分作用对 恒量不变的偏差是没有在克服能力的。因此,微分调节不能单独使用。实际上,微分控制总 是与比例控制或比例积分控制组合使用。 比例微分控制规律(PD)是比例与微分两种控制规律的组合,其数学表达式为: 在阶跃偏差输入下,其开环输出特性如上图,但严格按上数学表达式动作的调节器在物理上 是不能实现的。工业上采用的PD调节规律是比例作用与近似微分作用的组合,当输入偏 差的幅值为A的阶跃信号时,比例微分的输出特性曲线如下图,其数学表达式如下: 式中,K称为微分增益。一般 实际比例微分的特性曲线 当T=时有 即在时刻表,PD调节器的输出从跃变脉冲的顶点下降到微分作用者分最大输出的 632%,令T=,则T的K倍就是微分时间T利用晕个关系,可通过实验来测定微分时间T 由于微分作用总是力图阴止被控变量的任何变化,所以适当的微分作用不着有制振荡的效 果。基微分作用选择适当,将有利于提高系统的稳定性:若微分作用过强,即微分时间T 过大,反而且不利于系统的稳定,工业用调节器的微分时间可在一定范围内进行调整。 微分时间对过渡过程的影响在比例微分控制系统中,若保持调节器的比例度不变,微分 时间对过渡过程的影响如图所示。对三条曲线加以分析、理解 比例积分微分控制规律(PID) 理想的PID调节规律的数学表达式为 上述的调节器在物理学上是无法实现的。工业上实际彩的PID调节器如DDZ调节器其传递 函数为 其中 式中带*的量为调节器参数的实际值,不带*的值勤为各参数的刻度值,F为相互干扰系数:过程装备控制技术及应用教案 第二章 过程装备控制基础 第 7 页 共 15 页 的扰动作用下，调节器的输出增大，最大偏差减小，余差消除加快，但系统的振荡加剧，稳 定性下降，TI 过小，还可能导致系统的不稳定。 积分作用的引入，一方面消除了系统的余差，而且另一方面却降低了系统的其他品质指标。 比例积分调节规律的适用性很强，在多数场合下均可采用。只是当被控对象的滞后很大时， 可能 PI 调节的时间较长；或者当负荷变化特别剧烈时，PI 调节不免及时，在这种情况下， 可再增加微分作用。 （4）比例积分微分调节规律（PID） 对于惯性较大的被控对象，如果调节器能够根据被控变量的变化趋势来采取措施，而不要 等到被控变量已经出现较大偏差后才开始动作，那么调节的效果将会更好，等到于赋予了调 节器以某一种程度的预期见性，这种调节规律就是微分调节规律。 微分调节规律（D）在微分调节中，调节器的输出信号的变化量与输入 偏差的速度成正比。 其数学表达式为： 式中 T 为微分时间 基在某一时刻 T=T0 输入一个阶跃变化的偏差信号节=A，则在此时刻调节器的输出为无穷 大，蓁时间输出为零，显然这一特性没有实用阶值，称为理想微分作用特性。 微分调节器的输出只与偏差的变化速度有关，而且与偏差的存在与否无关，即微分作用对 恒量不变的偏差是没有在克服能力的。因此，微分调节不能单独使用。实际上，微分控制总 是与比例控制或比例积分控制组合使用。 比例微分控制规律（PD）是比例与微分两种控制规律的组合，其数学表达式为： 在阶跃偏差输入下，其开环输出特性如上图，但严格按上数学表达式动作的调节器在物理上 是不能实现的。工业上采用的 PD 调节规律是比例作用与近似微分作用的组合，当输入偏 差 的幅值为 A 的阶跃信号时，比例微分的输出 特性曲线如下图，其数学表达式如下： 式中，K 称为微分增益。一般 实际比例微分的特性曲线 当 T= 时有 即在时刻表 ，PD 调节器的输出 从跃变脉冲的顶点下降到微分作用者分最大输出 的 63.2%，令 T= ，则 T 的 K 倍就是微分时间 T 利用晕个关系，可通过实验来测定微分时间 T。 由于微分作用总是力图阴止被控变量的任何变化，所以适当的微分作用不着有制振荡的效 果。基微分作用选择适当，将有利于提高系统的稳定性；若微分作用过强，即微分时间 T 过大，反而且不利于系统的稳定，工业用调节器的微分时间可在一定范围内进行调整。 微分时间对过渡过程的影响 在比例微分控制系统中，若保持调节器的比例度不变，微分 时间对过渡过程的影响如图所示。对三条曲线加以分析、理解。 比例积分微分控制规律（PID） 理想的 PID 调节规律的数学表达式为 上述的调节器在物理学上是无法实现的。工业上实际彩的 PID 调节器如 DDZ 调节器其传递 函数为： 其中 式中带*的量为调节器参数的实际值，不带*的值勤为各参数的刻度值，F 为相互干扰系数；