给水排水工程仪表与控制二常用调节规律

给水排水工程仪表与控制华中科技大学电气与电子工程学院第一章自动控制基础知识•第四节常用控制规律1.控制器（调节器）与人工控制2.双位控制3.比例控制4.比例积分控制5.比例微分控制6.比例积分微分控制1.控制器（调节器）与人工控制•在生产过程的自动控制系统中，控制器是很重要的组成部分。控制器将系统被控变量的测量值与设定值相比较，如果存在偏差，就按预先设置的不同控制规律发出控制信号，去控制生产过程，使被控变量的测量值与设定值相等。•控制器的输出信号随偏差信号的变化而变化的规律称为控制规律。•常用的控制规律为双位控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。2.双位控制•目前所采用的控制器中，最古老而简单的控制规律是双位控制，即控制器的输出只有两个值。当测量值大于（或小于）设定值，即偏差信号大于零（或小于零）时，控制器的输出信号为最大值；反之，则控制器的输出信号为最小值。因此，理想的双位控制规律的数学表达式为：•例：某温度双位控制系统•实际双位控制特性•实际双位控制的过程曲线•过程有纯滞后时的双位控制曲线•由于双位控制是断续控制作用下的等幅振荡过程，因此分析双位控制过程时，一般使用振幅和周期作为品质指标。•一般的设计原则是，满足振幅在允许的范围内后，尽可能使周期最长。•为克服双位控制中的非衰减振荡给系统质量带来不良影响，使位式控制适应更多的应用场合，可以采取一些改进方法。•三位控制•脉冲宽度调制式控制3.比例控制•数学描述–时域–复频域•（输入输出）特性曲线•液位比例控制系统•比例作用下的u-e关系•比例度（带）•比例度的物理意义为：要使控制器输出变化全量程时，其输入偏差变化量占满量程的百分数，即为比例度。•比例度计算例•比例度与比例系数成反比•比例控制是有差控制–若被控制量和干扰量的传递函数为：–静态误差计算值•比例系数对过渡过程的影响–给定作用下–扰动作用下•过渡过程动态指标在比例系数值增大（比例度减小），变化情况如下：(a)余差下降；(b)振荡倾向加强，稳定程度下降；(c)工作频率提高，工作周期缩短；(d)在干扰作用下，比例系数愈大，最大偏差愈小。•工业控制系统中比例度参考选取范围4.比例积分控制