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2.1.2 自动控制规律. 双位控制 连续控制 比例控制 比例积分控制 比例积分微分控制 模糊控制 神经元方法 控制器 可编程控制器. 双位控制规律. 实际双位控制规律. 实际的双位控制规律 品质指标 振幅与周期. 室温双位调节. 室温双位调节. 纯滞后、时间常数、放大系数对双位调节特性的影响. 室温双位调节规律. 分体空调室温控制曲线. 分体空调室温控制曲线 ( 局部 ). FCU 温控器电磁阀室温控制. 比例控制规律（ P ）. 调节器的输出信号变化量与输入的偏差信号之间成比例关系，用 P 表示，有差控制 数学表示式：
E N D
2.1.2 自动控制规律 • 双位控制 • 连续控制 • 比例控制 • 比例积分控制 • 比例积分微分控制 • 模糊控制 • 神经元方法 • 控制器 • 可编程控制器
实际双位控制规律 • 实际的双位控制规律 • 品质指标 • 振幅与周期
室温双位调节 • 纯滞后、时间常数、放大系数对双位调节特性的影响
比例控制规律（ P ） • 调节器的输出信号变化量与输入的偏差信号之间成比例关系，用P表示，有差控制 • 数学表示式： KP—比例放大倍数
比例调节器的比例度 • 比例度（也称比例带，在仪表上用P表示）是指调节器输入的变化与相应输出变化的百分比 • 也就是使调节器输出变化满刻度时，相应的输入偏差对应于指示刻度的百分数 • 比例度与放大倍数成反比
比例度对过渡过程的影响 • 比例度越大，过渡过程曲线越平稳，但静差很大。比例度太大，在干扰产生后，调节器输出变化很小，被控变量变化缓慢，比例控制作用太小； • 比例度越小，过渡过程曲线越震荡。比例度太小，可能出现发散振荡；
比例控制的特点和应用 • 控制作用强，但有余差存在被控变量不能完全回到设定值，调节精度不高。 • 多用于干扰较小、滞后较小，而时间常数又不太小的对象。 • 一般比例度大致范围：压力对象30%—70%，流量对象40%—100%，液位对象20%—80%，温度对象20%—60%。
比例积分控制规律 • 积分控制规律（I） 调节器的输出变化量与输入偏差的积分成比例关系 KI—积分比例系数，称为积分速度 • 积分控制作用输出信号的大小不仅取决于输入偏差信号的大小，还取决于偏差存在的时间长短
阶跃输入时积分控制的动态特性 • 阶跃偏差输入，直线输出，其斜率为积分速度； • 输出的变化速度（微分）与偏差成正比； • 有偏差输出就会有变化，只至偏差消失，输出才会稳定。 • 积分控制能消除余差，但输出变化不能较快地跟随偏差的变化，作用缓慢，波动大，不易稳定，一般不单独使用。
比例积分控制规律（PI） TI=1/δKI称为积分时间，δ—比例度 如果取积分部分的输出等于比例部分的输出，则 对于阶跃输入，e为常数 得 也就是说，输入一个阶跃信号e以后，当调节器输出的积分作用部分等于比例作用部分时，所需的时间就是比例积分调节器的积分时间。
积分时间对过渡过程的影响 • 积分时间TI越小，积分速度KI越大，积分特性曲线的斜率越大，积分作用越强，一方面克服余差的能力增加，另一方面会使过程振荡加剧，稳定性降低。反之，积分时间TI越大，积分作用越弱。 • 积分作用会加剧振荡，这种振荡对滞后大的对象更明显，所以调节器的积分时间应根据控制对象的特性来选择。对于管道压力、流量等滞后不大的对象， TI可选小些；温度对象的滞后较大， TI可选大些。
比例微分控制规律（PD） • 微分（D）控制：调节器输出的变化与偏差变化速度成正比关系。 KD—微分比例系数 • 偏差变化的速度大，则调节器的输出变化也大；偏差固定不变，不管这个偏差有多大，微分作用的输出总是零。
比例微分控制规律 • 微分控制（D）对于恒定不变的偏差没有克服能力，不能作为一个单独的调节器使用。与比例作用（P）同时使用构成比例微分（PD）控制。 • TD=δKD称为微分时间
比例微分控制的动态特性 实际的比例微分调节器的比例度δ固定为100%。当输入量是一幅值为A的阶跃信号时，调节器输出Δp等于比例输出ΔpP与近似微分输出ΔpD之和： 微分控制作用部分为： 当t=0时，微分作用的最大输出为A(KD-1) 假定t=TD/KD，则有： 这段时间称为时间常数，用T来表示，即TD=KDT
微分时间对过渡过程的影响 微分控制的输出与被控变量的变化速度成正比，总是力图阻止被控变量的变化。即微分作用具有抑制振荡的效果。 适当增加微分作用，可以提高系统的稳定性，减小被控变量的振动幅度。但如微分作用加得过大，控制作用过强，则调节器的输出剧烈变化，不仅不能提高系统的稳定性，反而会引起被控变量的大幅振荡。 微分控制具有“超前控制”作用，能够改善系统的控制质量，对于滞后较大的对象特别适用。
比例积分微分控制规律（PID） • 比例积分微分控制规律及其特点 比例、积分、微分三种作用的控制称为比例积分微分控制规律，简称三作用控制规律，用PID表示。
比例积分微分控制规律的性能 • 在PID调节器中有三个可以调整的参数，比例度δ 、积分时间TI和微分时间TD。适当选取这三个参数值，可以获得良好的控制质量。 • PID调节器综合了各类调节器的优点，具有较好的控制性能，但并不意味着任何条件下采用这种调节器都是合适的。一般来说，当对象滞后较大，负荷变化较快，不允许有余差的情况下，可以采用PID调节器。如果采用比较简单的调节器已能满足生产要求，就不必采用PID调节器。
模糊控制 • 人工控制其实是模糊控制 • 用计算机模拟人的控制方法，即模糊控制 • 输入模糊，输出模糊，规则查表（判断） • 特点：简单、可靠、灵活（可修改规则）
神经元方法 • 神经元方法：根据历史过程的经验预测未来变化的方法 • 构造时间序列的神经元网络 • “训练”神经元网络，使其自动修订其内部参数，从而能够根据实测的被控状态的历史和控制器输出的历史预测出被控状态在下一个时间步长的变化 • 确定合适的输出值，使被控状态正好达到设定值
控制器 • 模拟控制器 • 自力式温度控制器：恒温控制阀 • 电气式模拟控制器：温度控制器、压力控制器 • 电子式模拟控制器：位式控制器、连续控制器 • 软件控制器 • 直接数字控制器（DDC） • 可编程控制器（PLC, Programmable Logic Controller）
