第一章控制器学习目的和要求：学习掌握控制器的基本控制规律和模拟控制器的结构组成，学会在实际工作中对各类控制器进行设计、选型和应用。重点、难点：掌握控制器的控制规律：理解模拟控制器的基本结构、电路分析：了解其他相关调节器。外语词汇：ProportionalIntegral andDerivative（Action）比例、积分、微分（动作）;Proportional-Integral-Differential（Controller）比例、积分、微分（控制器）；analog，controller,supervision,inerface参考资料：张永德过程控制装置，北京化学工业出版社，2000主要内容：控制规律：模拟控制器1.1.控制规律·控制规律的表示方法·基本控制规律一、何为控制器的控制规律60r控制器执行器被控对象3m变送器△x= Xm-Xs△x—偏差Xs——给定值Xm-一测量值控制器的控制规律就是控制器的输出信号随输入信号（偏差）变化的规律。这个规律常常称为控制器的特性。须注意：在研究控制器特性时1、输入是被控变量与给定值之差即偏差4x，输出是输出信号的变化量△y。2、△x>0称正偏差△x<0称负偏差3、△x>0相应的△y>0，称为正作用控制器△x>0相应的4y<0,称为反作用控制器二、控制规律的表示方法1、无因次化为了用一个统一的式子表示控制器的特性，可用相对变化量来表示控制器的输入和输出
第一章 控制器 学习目的和要求：学习掌握控制器的基本控制规律和模拟控制器的结构组成，学会在实 际工作中对各类控制器进行设计、选型和应用。 重点、难点：掌握控制器的控制规律；理解模拟控制器的基本结构、电路分析；了解其 他相关调节器。 外语词汇： Proportional, Integral and Derivative (Action) 比例、积分、微分(动作); Proportional-Integral-Differential (Controller) 比例、积分、微分(控制器); analog, controller, supervision,inerface 参考资料：张永德 过程控制装置，北京 化学工业出版社，2000 主要内容： 控制规律； 模拟控制器 1.1.控制规律 •控制规律的表示方法 •基本控制规律 一、何为控制器的控制规律 △x = Xm – Xs △x——偏差 Xs——给定值 Xm——测量值 控制器的控制规律 就是控制器的输出信号随输入信号(偏差)变化的规律。 这个规律常常称为控制器的特性。 须注意： 在研究控制器特性时 1、输入是被控变量与给定值之差即偏差⊿x， 输出是输出信号的变化量△y。 2、△x＞0 称正偏差 △x＜0 称负偏差 3、△x＞0 相应的△y＞0, 称为正作用控制器 △x＞0 相应的△y＜0, 称为反作用控制器 二、控制规律的表示方法 1、无因次化 为了用一个统一的式子表示控制器的特性，可用相对变化量来表示控制器的输入和 输出
X=△x/(xmax-xmin)Y=△y/(ymax-ymin)2、五种表示方法1）微分方程表示法用微积分的形式表示控制器特性，它常用于测定控制器参数。P.Y=K,YIdtY=KPX+PI:TdxY=K,(X+T,PD:dtdx1Xdt+T,Y=Kp(X+1T,dtPID:2）传递函数表示法用拉普拉斯变换式表示控制器特性。它常用于控制器的特性分析以及控制系统的分析计算Y(s)=KPG(s)=X (s)p:1G(s)= K,(1+TS2PI:PD: G(s)= Kp(I+ T,S)1G(s)= Kp(l ++T,S)T.SPID:3）频率特性表示法用幅频特性和相频特性形式表示控制器的特性，它用于控制系统的分析。P:G(jo)=KpA(o)=Kp,d(0)=0PI:
X=△x/( xmax-xmin) Y=△y/( ymax-ymin) 2、五种表示方法 1) 微分方程表示法 用微积分的形式表示控制器特性，它常用于测定控制器参数。 P: PI: PD: PID: 2) 传递函数表示法 用拉普拉斯变换式表示控制器特性。它常用于控制器的特性分析以及 控制系统的分析计算 p: PI: PD: PID: 3 ) 频率特性表示法 用幅频特性和相频特性形式表示控制器的特性，它用于控制系统的 分析。 P: PI:
G(j@)= Kp(l-j@TA(@)= K-1()= arctg(T,OPD:G(jo)=K,(l+joT,)A(0)=Kp/1+(T0)d(o)=arctg(Tpo)PID:Gjの)=K,(l++j@T,)joT1AO)=K,1+TDOTo1do)=arctqT,oT,o4）图示法用控制器的输出随时间变化曲线表示控制器特性，通常输入采用阶跃信号，这时称为阶跃响应特性。图示法比较直观，用它可进行控制器参数的测定和控制器控制规律的定性分析。P:PI:XAYY4XoYoYotNtPD:PID:YA1YoYo215）离散化表示法用离散化的形式表示控制器特性，它用于数字控制器以及各种计算机控制装置
PD: PID: 4) 图示法 用控制器的输出随时间变化曲线表示控制器特性，通常输入采用阶跃信号， 这时称为阶跃响应特性。图示法比较直观，用它可进行控制器参数的测定和控制器控制规律 的定性分析。 P : PI: PD: PID: 5) 离散化表示法 用离散化的形式表示控制器特性，它用于数字控制器以及各种计算机控 制装置
P:y(n)= Kpx(n)PI:Ty(n) = Kp[x(n) +x())TIPD:+[() - -] J(n)= K,(x(n)+T,PID:T+T[x(n) (n-1)])-X()+y(n)=K,ix(n)+ =T,T二、控制器的基本控制规律比例控制规律1.2.比例积分控制规律3.比例微分控制规律4.比例积分微分控制规律(一)比例控制规律1、定义：只具有比例控制规律的控制器为比例控制器，其输出与输入成比例关系=KpXX+XoY4Yo2、比例控制规律的参数比例增益Kp-比例度88 与 Kp 的关系 :VsVL-x100 %-yminXmnmaxmar
P: PI: PD: PID: 二、控制器的基本控制规律 1. 比例控制规律 2. 比例积分控制规律 3. 比例微分控制规律 4. 比例积分微分控制规律 (一)比例控制规律 1、定义：只具有比例控制规律的控制器为比例控制器，其输出与输入成比例关系 2、比例控制规律的参数 ▪ 比例增益 Kp ▪ 比例度δ ▪ δ与 Kp 的关系 :
3、比例控制规律的特点快一硬碰硬X+X.YtYo有余差d04ytsAz9控制器执行器被控对象2m变送器(二)比例积分控制规律1、积分作用定义：积分作用的输出与偏差对时间的积分成比例关系积分作用的特点*能消除余差*慢慢来XtYttoti积分作用一般不单独使用2、比例积分控制规律
3、比例控制规律的特点 快—硬碰硬 有余差 (二)比例积分控制规律 1、积分作用 定义：积分作用的输 出与偏差对时间的积分成比例关系 积分作用的特点 *能消除余差 *慢慢来 积分作用一般不单独使用 2、比例积分控制规律