控制器基本知识

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控制器可以简单地通过下图来描述:

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比较元件和控制器功能介绍控制器的行为。

以下介绍最重要的一些控制器类型。 控制器的阶跃响应将告诉我们有关其行为的大量信息。该阶跃响应说明了 控制器如何对过程值的无规律变化作出响应。

控制器有 3 种重要的基本类型:

这些控制器组合成一个实际控制器。例如,比例积分控制器:

比例控制器

比例作用控制器(比例控制器)按照与回路误差成比例的方式更改调节变 量 M。比例控制器可以立即工作。它自身无法使回路误差变为 0。

 

MPn = kP × en

 

MPn: 时间 n 时比例控制器的调节变量

kP: 比例控制器的增益

en: 时间 n 时的回路误差

 

下图显示了过程值中的跳转和控制器的阶跃响应:

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摘要

比例控制器有以下特性:

积分控制器

积分作用控制器(积分控制器)按照与回路误差和时间成比例的方式更改 调节变量 M。积分控制器根据延迟的操作工作。它可以完全消除回路误差。

要计算时间 n 期间调节变量的值,达到该时间前的这段时间必须分成小的时间片段。每 个时间片段末尾的回路误差必须相加(积分),然后在计算时输入。

 

MIn = kI × (TS / TI) × (en + en-1 + en-2 + en-3 + … + e0) = kI × (TS / TI) × en + MIn-1

 

MIn: 时间 n 时积分控制器的调节变量

MIn-1: 时间 n-1 时积分控制器的调节变量,也称为积分和

kI: 积分控制器的增益

TS: 采样时间,时间片段的持续时间

TI: 积分时间:通过该时间,控制积分部分对调节变量的影响,也称为积分 作用时间

en: 时间 n 时的回路误差

en-1: 时间 n-1 时的回路误差;依此类推

e0: 开始计算时的回路误差

 

下图显示了过程值中的跳转和控制器的阶跃响应:

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摘要

积分控制器有以下特性:

比例积分控制器

比例积分控制器可以立即降低回路误差,并最终使回路误差变为 0。

 

Mn = MPn + MIn = kP × en + kI × (TS/TI) × en + MIn-1

 

Mn: 时间 n 时的调节变量

MPn: 调节变量的比例部分

MIn: 调节变量的积分部分

MIn-1: 时间 n-1 时积分控制器的调节变量,也称为积分和

kP: 比例控制器的增益

kI: 积分控制器的增益

TS: 采样时间,时间片段的持续时间

TI: 积分时间;通过该时间,控制积分部分对调节变量的影响,也称为积分 作用时间

en: 时间 n 时的回路误差

 

下图显示了过程值中的跳转和控制器的阶跃响应:

image\pi_regle_sn.gif

摘要

比例积分控制器有以下特性: