第3章 控制器控制规律-zhm

1、IAtT控制器控制器: :又称自动控制仪表、控制器又称自动控制仪表、控制器/ /调节器调节器第第3章章 控制器的控制规律控制器的控制规律()1pipppIiuKee d tTKKee d tyyT等效为等效为设计控制系统目的：设计控制系统目的：y=xy=x问题出现：被控变量问题出现：被控变量能否能否回到给定值上，或者回到给定值上，或者 以什么样的途径、经过多长时间以什么样的途径、经过多长时间 回到给定值上来？回到给定值上来？ 与被控对象特性有关（与被控对象特性有关（2 2章已讲述），章已讲述）， 而且还与控制器的特性有关（而且还与控制器的特性有关（3 3章）。章）。分析控制器的作用及其在控制系

2、统中的作用分析控制器的作用及其在控制系统中的作用控制通道控制通道干扰干扰通道通道分析过程控制系统时分析过程控制系统时: : e=x-z e=x-z但单独分析控制仪表时但单独分析控制仪表时: :习惯采用习惯采用e=z-xe=z-x习惯上：习惯上：e0e0称为正偏差；称为正偏差； e0ex（或（或z0（或（或100KPaP100KPa时，调节器输出为时，调节器输出为1 1，电磁阀开，电磁阀开排除气体降低系统压力排除气体降低系统压力,P,P当当P P 100KPa100KPa时，调节器输出为时，调节器输出为0 0，电磁，电磁阀关，阀关，P P,当当P100KPa100KPa，调节器输出为，调节器输出

3、为1 1，电磁阀开电磁阀开，这样调节器输出在这样调节器输出在0 0与与1 1之间不断变化，电磁阀之间不断变化，电磁阀也在也在“开开”和和“关关”二个状态上不停的动作。二个状态上不停的动作。y y势必产生等幅震荡势必产生等幅震荡刚好刚好达到达到实际上的双位控制器是有中间区的，即实际上的双位控制器是有中间区的，即当测量值当测量值(或或) 110)(90P110)(P0, e0, u0 (u0 (或或e0, e0, u0) u0, e0, u0 (u0 (或或e0e0) u0) 即二者异号即二者异号即测量值即测量值y y增加，控制器输出增加，控制器输出u u却减少，则该控却减少，则该控制器为反作用控

4、制器制器为反作用控制器正作用：正作用：反作用：反作用：选择控制器正选择控制器正/ /反作用的目的：反作用的目的： 保证控制系统成为负反馈保证控制系统成为负反馈所谓所谓“任意环节任意环节”作用方向，就是指输入变化后，输出的变化方向作用方向，就是指输入变化后，输出的变化方向环节环节输入输入 （或（或 ）输出输出 （或（或 ） 输入输入 （或（或 ）输出输出 （或（或 ） 正作用正作用反作用反作用注意：在控制系统分析时，注意：在控制系统分析时， e e =r-y 控制器增益定义：控制器增益定义：Kc=Kc=u/u/e e 故正作用控制的增益故正作用控制的增益KcKc为负，而反作用控制器的增益为负，而

5、反作用控制器的增益KcKc为正为正，其，其（3 3）比例度对系统过渡过程的影响）比例度对系统过渡过程的影响为什么为什么P P控制规律控制规律会产生余差呢？会产生余差呢？ 是是P P控制规律控制规律自身的特点自身的特点 思考思考!结论：结论： 在扰动（例如负荷）及设定值变化时有余差存在。在扰动（例如负荷）及设定值变化时有余差存在。假设系统原处于平衡状态，则假设系统原处于平衡状态，则y= xy= x由于扰动由于扰动f f的加入，使对象的输出发生变化，破坏了平衡状态的加入，使对象的输出发生变化，破坏了平衡状态若若f fy y , ,则则 y y x x e e进入调节器，经进入调节器，经P P运算后

6、，则有输出运算后，则有输出u u去克服去克服扰动扰动f f，力图使，力图使y y 因因P P调节器调节器: :p=Kp=Kp pe,e,若想输出一定的信号若想输出一定的信号p p去克服扰动去克服扰动f f的的 影响，就必须有一定的输入信号影响，就必须有一定的输入信号e e存在存在 比例控制器是有余差的控制，故：比例控制器是有余差的控制，故：对于控制系统要求较高不允许有余差，则纯比例满足不了要求对于控制系统要求较高不允许有余差，则纯比例满足不了要求由控制原理知识可更清晰描述由控制原理知识可更清晰描述e e存在：存在：Kc对被控对象过渡过程的影响：对被控对象过渡过程的影响：当广义对象的稳态增益为有

7、限值时（自衡过程）当广义对象的稳态增益为有限值时（自衡过程） Kc，余差减少，余差减少若受到设定值扰动时，余差为：若受到设定值扰动时，余差为：若受到外界扰动时，余差为：若受到外界扰动时，余差为：s Tis G1) ()1(11)()(TsKKsRsEocKc,eKc,e()(),但但00min34 . 0iT对广义对象的稳态值为无限值（非自衡特性）对广义对象的稳态值为无限值（非自衡特性）对设定值变化时，对设定值变化时，e() e() 0 0，即余差为，即余差为0 0对干扰作用时，若对干扰作用时，若G Gf f(s)(s)为自衡过程为自衡过程 则则e() 0 若若G Gf f(s)(s)为非自衡

8、过程为非自衡过程 则则e()0 自己验证！自己验证！1)(sTKooosG%1001%100minmaxminmaxminmaxminmaxeeuuKKc对系统稳定性的影响：对系统稳定性的影响：一般地，一般地， Kc，稳定性降低，稳定性降低 幅值裕度：幅值裕度： Kc , kg wg=G(jwg)=-180对开环不稳定系统对开环不稳定系统 Kc1/K0是闭环稳定的条件是闭环稳定的条件) 1()(sTsKooosG控制器参数整定时，对于一阶或二阶系统，结论控制器参数整定时，对于一阶或二阶系统，结论是成立的是成立的仿真结果：仿真结果：工业生产中定值控制系统通常要求控制系统具有振荡不太剧工业生产中定

9、值控制系统通常要求控制系统具有振荡不太剧烈，余差不太大的过渡过程，即衰减比在烈，余差不太大的过渡过程，即衰减比在4:14:110:110:1的范围内，的范围内，而随动控制系统一般衰减比在而随动控制系统一般衰减比在10:110:1以上以上KcKc小（小（越大），过渡过程曲线越平稳；越大），过渡过程曲线越平稳；KcKc，系统的振荡程度加剧，衰减比，系统的振荡程度加剧，衰减比，稳定程度降低。，稳定程度降低。 若若KcKc较大，则振荡频率提高，因此把被控变量拉回到设定值所需时间就短。较大，则振荡频率提高，因此把被控变量拉回到设定值所需时间就短。KcKc太大，系统出现等幅振荡，甚至发散太大，系统出现等幅

10、振荡，甚至发散在扰动作用下，在扰动作用下， Kc Kc 越大（越大（越小），最大偏差越小；越小），最大偏差越小；在设定作用下且系统处于衰减振荡时，在设定作用下且系统处于衰减振荡时， KcKc越大（越大（越小）最大偏差却越大越小）最大偏差却越大纯比例控制适用场合：纯比例控制适用场合：纯比例调节系统的特点：纯比例调节系统的特点：控制及时控制及时控制结果有余差控制结果有余差干扰幅度较小干扰幅度较小控制通道滞后较小控制通道滞后较小负荷变化不大负荷变化不大控制要求不太高控制要求不太高 u(t ) t O A e(t) t OKcA t0t0常见的：储槽液位控制系统、压缩机储气罐的压力控制等常见的：储槽液

11、位控制系统、压缩机储气罐的压力控制等如：在液位控制中，往往只要求液位稳定在一定的范围之内，如：在液位控制中，往往只要求液位稳定在一定的范围之内， 没有格要求，只有当比例控制系统的控制指标不能满足没有格要求，只有当比例控制系统的控制指标不能满足 工艺生产要求时，才需要在比例控制的基础上适当引入工艺生产要求时，才需要在比例控制的基础上适当引入 积分或微分控制作用积分或微分控制作用3.3积分积分/比例积分控制比例积分控制（PIPI控制）控制） 比例控制比例控制最大的优点最大的优点是反应快，控制作用及时是反应快，控制作用及时 最大的缺点最大的缺点是控制结果存在余差是控制结果存在余差当工艺对控制质量有更

12、高要求，不允许控制结果存在余当工艺对控制质量有更高要求，不允许控制结果存在余差时，就需要在比例控制的基础上，再加上能消除余差差时，就需要在比例控制的基础上，再加上能消除余差的积分控制作用。的积分控制作用。比例积分控制就是由比例积分控制就是由比例作用比例作用和和积分作用积分作用二种控制作用组合而成二种控制作用组合而成 积分作用：指控制器的输出与输入（偏差积分作用：指控制器的输出与输入（偏差e e）对时间的积分成比例）对时间的积分成比例表达式为表达式为 ： uI(t)e(t) 1 ( ) (1s TciKs GuI(t)e(t) 1 ( ) (1s TciKs G积分作用的输出取决于：积分作用的输

13、出取决于：e e存在与否？存在与否？ e0, e0,输出随输出随t t积累而增大或减少积累而增大或减少 e=0 e=0时输出不再变化而时输出不再变化而稳定在某一数值上稳定在某一数值上 ( (积分具有积分具有饱和饱和特性特性) )只要只要e e存在，调节器输出会不断变化，直到存在，调节器输出会不断变化，直到e e为为0 0 消除余差消除余差1)()(sTUsEKsUibc当当e=Ae=A时：时： 为一直线为一直线 如下图如下图() ( 1) p dG sKT sT TI I：积分作用的变化速度：积分作用的变化速度T TI I越小越小( (变化速度越快，直线越变化速度越快，直线越 陡峭陡峭) )，

14、则，则I I作用越强作用越强T TI I越大越大( (变化速度越慢，直线越变化速度越慢，直线越 平坦平坦),),则则I I作用越弱作用越弱。T TI I是描述是描述I I作用强弱的物理量作用强弱的物理量3.3.1 3.3.1 积分控制（积分控制（I I控制）控制）积分作用的特点：积分作用的特点：三个三个（1 1）无差调节）无差调节 只要只要e e不为零，则不为零，则u u不断增大不断增大（优点）（优点）（2 2）稳定性变差）稳定性变差 I I作用的传函：作用的传函： （缺点）（缺点）提供了提供了-90-90相角滞后，使临界频率降低，临界增益（稳定裕度）相角滞后，使临界频率降低，临界增益（稳定裕

15、度）减少，降低了系统的稳定性。减少，降低了系统的稳定性。增加了一个位于零点的开环极点（另一方面纯积分环节的静态增增加了一个位于零点的开环极点（另一方面纯积分环节的静态增益趋于无穷大），使稳定性降低，系统的幅值裕度为零益趋于无穷大），使稳定性降低，系统的幅值裕度为零（3 3）调节速度慢）调节速度慢 与纯与纯P P比较而言比较而言I I作用在作用在e e变化后，其变化规律是从变化后，其变化规律是从0 0开始逐开始逐渐渐，经，经T Ti i时间后才会达到比例作用的大小时间后才会达到比例作用的大小其变化速度与其变化速度与TiTi关，关，TiTi越小系统变化快，越小系统变化快，其变化的速度总是要其变化的

16、速度总是要小于小于比例作用比例作用故故TiTi是反应动作快慢的指标是反应动作快慢的指标2KPATIyPyIKPAe(t)ytt00对对象惯性较大对对象惯性较大y y将出现较大超调量，过度时间也较长，将出现较大超调量，过度时间也较长，这样会使这样会使y y波动得厉害，引入积分后会使系统易于振荡。波动得厉害，引入积分后会使系统易于振荡。故一般不单独采用积分作用而与比例作用配合使用故一般不单独采用积分作用而与比例作用配合使用 思考题：思考题：控制系统在纯比例作用下已整定好，加入积分作控制系统在纯比例作用下已整定好，加入积分作用后，用后，为保证原稳定度为保证原稳定度，此时应将比例度，此时应将比例度 （

17、 ） A.增大增大 B.减小减小 C.不变不变 PIPI控制控制由比例和积分作用组合而成由比例和积分作用组合而成 ) () () (sUsEKsUcc如果加入如果加入e e为幅值为为幅值为A A的阶跃信号则：的阶跃信号则：积分时间积分时间T TI I的定义：在阶跃输入下，积分作的定义：在阶跃输入下，积分作用的输出变化到比例作用的输出所经历的时用的输出变化到比例作用的输出所经历的时间。如图所示间。如图所示 即即y yp p=y=yI I时所对应的时间时所对应的时间工程中常用此法求工程中常用此法求T TI I()11pipippiuKee d tTKAA d tTKAKAtT()pdd euKeT

18、d t 比例项比例项积分项积分项2KPATIyPyIKPAe(t)ytt00比例项比例项积分项积分项3.3.23.3.2比例积分控制（比例积分控制（PIPI控制）控制） 综合综合P P、I I作用的优点作用的优点 P P：作用迅速，但有余差：作用迅速，但有余差 I I：无余差，但稳定性差，动作缓慢：无余差，但稳定性差，动作缓慢t=0t=0仅仅P P起作用，起作用，t0t0时输出在比例基础上逐渐增加即累积，如图时输出在比例基础上逐渐增加即累积，如图（1 1）PIPI作用可以消除余差作用可以消除余差利用终值定理：利用终值定理： PI PI 传函：传函： 对象传函：对象传函：可求误差传函为：可求误差

19、传函为： 0101)(或或tu1) 1(11)()(sTKsTsTKsRsEooiic)(1gocjwGKKgk 当输入阶跃信号时，当输入阶跃信号时，或也可以用或也可以用PIPI作用环节的稳态增益趋于无穷来证明稳态误差为作用环节的稳态增益趋于无穷来证明稳态误差为0 举例证明：举例证明：某控制系统的方块图如图所示，求设定值、某控制系统的方块图如图所示，求设定值、干扰分别发生阶跃变化时的稳态变化量干扰分别发生阶跃变化时的稳态变化量231s 11s ()Ys( )Fs( )X s2 (1 )( 3 1 )( )( )( )( 3 1 )2 (1 )(1 ) ( 3 1 )2 (1 ) iiiiiiK

20、 p T sT ssY sX sF sT ssK p T s sT ssK p T s ()Ys先求先求 Y(s) = Y(s) = ? ? X(s) + X(s) + ? ? F(s) F(s)1()Xss令设定值发生单位阶跃变化：令设定值发生单位阶跃变化： 2( 1 ) 1()( 31 )2( 1 )iiiK p T sY sT ss K p T s s 0( )lim * ( ) 1sys Y s 1()Fss令干扰发生单位阶跃变化：令干扰发生单位阶跃变化： ( 31 )1()(1 ) ( 31 )2( 1 ) iiiT ssY ssT ss K p T s s 0()lim *( )0

21、sysY s sTsTKsTKsEsUiicic11111)()(数学角度分析余差产生数学角度分析余差产生（2 2）积分时间）积分时间Ti Ti 对系统性能的影响：对系统性能的影响： 引入积分作用的根本目的引入积分作用的根本目的: : 消除稳态余差消除稳态余差注意：注意：T Ti i越小，越小，I I作用越强作用越强, ,导致闭环系统的稳定性下降导致闭环系统的稳定性下降在同样的在同样的KcKc下下: :扰动作用下扰动作用下: : T Ti i小，最大偏差下降，振荡频率增加小，最大偏差下降，振荡频率增加; ;给定作用下：给定作用下：T Ti i，积分作用加强，消除余差较快，积分作用加强，消除余差

22、较快, ,但控制系统的但控制系统的 振荡加剧，系统的稳定性下降；振荡加剧，系统的稳定性下降； T Ti i过小，系统振荡越强烈，过小，系统振荡越强烈，可能导致系统不稳定，可能导致系统不稳定，甚甚 至发散振荡至发散振荡。注意事项：注意事项： PIPIPIPI控制器在克服干扰时，虽然消除了余差，但也降低了系统的控制器在克服干扰时，虽然消除了余差，但也降低了系统的 稳定性。因此，要保持原有的稳定程度，必须减小比例增益稳定性。因此，要保持原有的稳定程度，必须减小比例增益 （增大比例度约（增大比例度约1.21.2倍或降低比例增益），这又使系统的其他控倍或降低比例增益），这又使系统的其他控 制指标有所下降

23、。制指标有所下降。当对象滞后很大时，可能控制时间较长、最大偏差也较大；当对象滞后很大时，可能控制时间较长、最大偏差也较大； 当负荷变化过于剧烈时，由于积分动作缓慢，使控制作用当负荷变化过于剧烈时，由于积分动作缓慢，使控制作用 不及时，此时可增加微分作用不及时，此时可增加微分作用PIPI适用场合：适用场合： 控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制通道滞后较小、负荷变化不大、y y不允许有余差不允许有余差其积分时间应根据不同的对象特性加以选择，一般情况下的大致范围是：其积分时间应根据不同的对象特性加以选择，一般情况下的大致范围是：min11 . 0iTmin103iT压力控制：压力控制： 流量控制：

24、流量控制： 温度控制：温度控制： 液位控制：液位控制： 一般不需积分作用一般不需积分作用3.3.3 积分饱和积分饱和问题：问题： 简答题简答题1 1、什么是控制器的积分饱和现象？、什么是控制器的积分饱和现象？ 2 2、产生积分饱和的条件是什么？、产生积分饱和的条件是什么？ 3 3、积分饱和的主要危害是什么？、积分饱和的主要危害是什么？ 如何预防？如何预防？ 积分饱和定义：积分饱和定义：控制器具有控制器具有I I作用，当其处于开环工作状态时，若作用，当其处于开环工作状态时，若e e一直存在，将一直存在，将使该控制器输出就会不停的变化（若正作用：使该控制器输出就会不停的变化（若正作用： 或反作用：

25、或反作用：）从而导致从而导致u u达到极限位置。此后若达到极限位置。此后若e e继续继续（或（或），u u也不会再也不会再（或（或）， 即系统输出超出正常运行范围而进入饱和区。即系统输出超出正常运行范围而进入饱和区。一旦出现反向偏差，一旦出现反向偏差，u u逐渐从饱和区退出。进入饱和区愈深（如：逐渐从饱和区退出。进入饱和区愈深（如：深度饱和状态深度饱和状态, ,达到气源压力达到气源压力0.14MPa0.14MPa或或0MPa0MPa）则退饱和时间愈长）则退饱和时间愈长此段时间内此段时间内，执行器仍停留在极限位置而不能随着偏差反向立即，执行器仍停留在极限位置而不能随着偏差反向立即做出相应的改变，

26、导致控制器的输出产生滞后，从而造成调节过做出相应的改变，导致控制器的输出产生滞后，从而造成调节过程中动态偏差加大，程中动态偏差加大，这时系统就像失去控制一样，这时系统就像失去控制一样，造成控制性能造成控制性能恶化，甚至引起危险恶化，甚至引起危险。该现象称。该现象称积分饱和产生条件：积分饱和产生条件： 1 1）控制器具有积分作用）控制器具有积分作用 2 2）单方向）单方向e e长期存在长期存在 3 3）控制器处于开环工作状态）控制器处于开环工作状态 举例说明：积分饱和产生及其预防举例说明：积分饱和产生及其预防dTu0 e例：恒压放空系统例：恒压放空系统气关阀气关阀 反作用反作用PIPI控制器控制

27、器分析：分析：正常情况下，正常情况下，PPPT+时，时，u(t)A常数，微分又不起作用，显然理想常数，微分又不起作用，显然理想PD作用在实际应用中没有什么态大的意义作用在实际应用中没有什么态大的意义故故: D: D作用不能单独使用，理想作用不能单独使用，理想PDPD作用不能直接使用作用不能直接使用u(t)T+KpA(a)u(t)0+e(t)=Atu(t)=Kp(Td+t)A(b)( )()()01ddKt tTppdut KAKAK 从从(b)(b)图可看出，当输入为斜坡曲线时存在：图可看出，当输入为斜坡曲线时存在： u(t)u(t)Kp(tKp(tT Td d) )，故，故D D控制起到了控

28、制起到了超前超前的作用，的作用， 即：控制器输出比输入超前即：控制器输出比输入超前T Td d时间时间注意：注意：“超前超前”实质上它不是在实质上它不是在e e产生之前就调节，产生之前就调节， 只是在只是在e e变化瞬间就开始产生一个比较大变化瞬间就开始产生一个比较大 的调节作用的调节作用在工业应用现场时不采用理想的在工业应用现场时不采用理想的PDPD作用，而采用实际的作用，而采用实际的PDPD作用作用输入阶跃信号时输入阶跃信号时: :在在t=tt=t0 0时，输出不是无穷大时，输出不是无穷大而是趋近于有限值而是趋近于有限值K KP PK KD DA A微分输出有饱和特性微分输出有饱和特性K

29、KD D的定义：的定义： K KD D=y(t=y(t0 0)/y()/y( )=K)=KP PK KD DA/KA/KP PA A K KD D5 530 30 一般常取常数一般常取常数K KD D1010实际的比例微分控制：实际的比例微分控制： 超前超前- -滞后环节滞后环节)1111()(sKTsTsTKsGdddipsKTsTKsEspsGdddp1)1 ()()()(式中：式中：KdKd为微分增益，它反映了实际为微分增益，它反映了实际微分特性与理想微分特性接近的程度微分特性与理想微分特性接近的程度 KdKd越大微分作用越接近理想程度越大微分作用越接近理想程度T T：微分时间常数：微分

30、时间常数 T=TT=TD D/K/KD Dtet0Atu KPKdAKPA(KPKdA- KPA)63.2% T （T = TD /KD）PDPD调节器整定的参数是调节器整定的参数是 和和T TD D : : T TD D = T = T K KD D T T 微分时间常数微分时间常数微分作用对控制性能的影响微分作用对控制性能的影响)1(dtdeTedts TeKudipT Td d ,微分作用的增强，微分作用的增强，从理论上讲使系统的超前从理论上讲使系统的超前作用增强，作用增强，稳定性得到加稳定性得到加强强，如图：，如图：超调量减小，衰减比超调量减小，衰减比n n增大增大但对高频噪声起放大作

31、用。但对高频噪声起放大作用。对于测量噪声较大的对象，对于测量噪声较大的对象，需要引入测量信号的平滑需要引入测量信号的平滑滤波；而微分作用主要适滤波；而微分作用主要适合于一阶滞后较大的广义合于一阶滞后较大的广义对象，如温度、成份等。对象，如温度、成份等。微分在一定程度上提高了系统稳定性微分在一定程度上提高了系统稳定性3.53.5理想理想PIDPID控制：控制： tTKdpippddKAKtTAKAKuAe)1(输出为：时，PIDPID特性：特性： 开始开始D D起主导作用，使的总输起主导作用，使的总输出大幅度变化，产生强烈的出大幅度变化，产生强烈的调节作用之后调节作用之后D D作用消失，作用消失

32、，I I逐渐占据主导作用直到余差逐渐占据主导作用直到余差完全消失，完全消失，I I作用才停止作用才停止特点：特点：既有既有D D作用的作用的“超前超前”调节，调节，又有又有I I作用作用“能完全消除余差能完全消除余差” ” 故调节质量提高，实际系统故调节质量提高，实际系统应根据需要选取，特别应根据需要选取，特别D D慎用慎用e(t)Au(t)yP TKPKdAKPAyD比例作用比例作用微分作用微分作用积分作用积分作用PID作用作用PIDPID控制适用场合：控制适用场合：被控对象负荷变化较大，容量滞后较大，被控对象负荷变化较大，容量滞后较大，干扰变化较强，工艺不允许有余差存在，干扰变化较强，工艺

33、不允许有余差存在，且控制质量要求较高且控制质量要求较高0) (lim) (lim) (0ssEt eest因因D D作用物理不可实现，作用物理不可实现，实际实际PIDPID由由PI+PI+实际实际PDPDT Td d ，微分作用加强，微分作用加强引入引入D D作用，根据作用，根据e e的变化趋势调节，反应及时（超前控制作用）的变化趋势调节，反应及时（超前控制作用） 引入适当的引入适当的D D作用，可以提高系统稳定性，表现为：作用，可以提高系统稳定性，表现为： 相角超前、振幅比相角超前、振幅比11、衰减比增大、过渡时间、衰减比增大、过渡时间t tp p 、 过渡过程最大偏差减少过渡过程最大偏差减

34、少e emaxmax ；T Td d太大，微分作用太强，导致反应速度过快，引起系统振荡太大，微分作用太强，导致反应速度过快，引起系统振荡引入引入D D作用以后，不能消除余差，但余差会有所减少作用以后，不能消除余差，但余差会有所减少D D作用对纯滞后的对象不起作用（在存滞后这段时间内，作用对纯滞后的对象不起作用（在存滞后这段时间内，e e未变【因未变【因y y在存滞在存滞后时间内未变化】，其变化率为后时间内未变化】，其变化率为0 0，此时微分不起作用），此时微分不起作用）微分作用适用于过渡滞后强的对象，如：温度对象微分作用适用于过渡滞后强的对象，如：温度对象( (其他系统较少用其他系统较少用 )

35、 )微分作用对高频噪声非常敏感，有放大作用，如：在流量控制系统总流量微分作用对高频噪声非常敏感，有放大作用，如：在流量控制系统总流量测量信号通常包含脉冲干扰，这类对象一般不加微分作用。若必须测量信号通常包含脉冲干扰，这类对象一般不加微分作用。若必须采用采用D D作用时，就必须对测量信号进行滤波处理作用时，就必须对测量信号进行滤波处理对于实际对于实际PDPD作用，当作用，当Kd=1Kd=1时实现纯比例，时实现纯比例，Kd1Kd1时称为反微分（滤波作用）时称为反微分（滤波作用） 有些系统由于反应太快，可加有些系统由于反应太快，可加“反微分反微分”，以降低系统的灵敏度。，以降低系统的灵敏度。对于引入

36、对于引入D D作用后，设定值的调整要注意（因设定值改变后相当于加入一个作用后，设定值的调整要注意（因设定值改变后相当于加入一个 阶跃信号，阶跃信号，D D作用会产生很大脉冲信号，使控制系统产生一个较大波作用会产生很大脉冲信号，使控制系统产生一个较大波 动，或后面提高微分作用改进办法来避免这种现象的发生）动，或后面提高微分作用改进办法来避免这种现象的发生）现场控制系统中用比例微分作用的不多，较常见的是现场控制系统中用比例微分作用的不多，较常见的是PIDPID控制规律。控制规律。微分作用的特点：微分作用的特点：NoI总结：总结：P P调节：依据调节：依据e e大小输出，调节及时但有余差。大小输出，调节及时但有余差。Kp Kp 调节调节 ， KpKp太大会引起震荡太大会引起震荡I I调节：依据调节：依据e存在时间输出，能消除余差但最大偏差过渡时间存在时间输出，能消除余差但最大偏差过渡时间 ,TI 调节但太小震荡调节但太小震荡 D D调节：调节：依据依