工业控制调节器
PID自整定调节器及在自动调节中的应用
（ 习水电厂 ， 州 习水 贵 ５ ４０ ） ６ ６０
摘
要 ：Ｉ ＰＤ控制是过程控制 中应用最广泛的控制方 法。文中简述 了 Ｆ Ｘ Ｏ Ｏ公 司的 ＩＡ’ ｅ ｅ ＩＥ 自整定调 Ｏ ＢＲ ／ Ｓｒ ｓＰＤ ｉ
节 器的参数整定方式以及该调 节器在 汽包水位调 节控 制 系统中的应 用。
调节 器减 小微 分 因子 Ｄ Ｃ 。 Ｆ Ｔ
１ ２ ＰＤ ． Ｉ Ｅ自整定
要求调节器具有 良好的变参数 自适应能力。 在汽包水位 自动调节中， 机组负荷较低时， 一般 采用单冲量水位控制。此时 ， 除了维持汽包水位在 规定 的范围， 同时根据负荷变化维持给水泵 的母管 压力在所需的压力值上 。当机组带负荷上升 ， 脱离 低负 荷后 ， 控制 系 统根 据 逻 辑设 定 自动 地无 扰 切 换 到三冲量控制。无论在单冲量控制阶段还是三冲量
荡周期的 ８ 。 等。这些参数值将被在调节器 的 倍 ） 自整定算法中引用。预整定同时评估 Ｎ （ Ｂ 噪声带 ）
７４ ・
第 ６期
饶明胜 ：Ｉ 自整 定调节器及 在 自动调节 中的应用 ＰＤ
参数 。噪声带是测 量值信号 中含 有 的固有 噪声信 号， 并用 Ｎ Ｂ参数判 断观测到的峰值是否真实 ， 以排 除噪声造成的假象 ， 防止系统 出错。若 Ｎ Ｂ值过高 ，
超调 量 ： Ｏ Ｒ＝ 一Ｅ／ １ Ｖ ２Ｅ
及软件 ， Ｆ Ｘ Ｏ Ｏ公 司的 ＩＡ Ｓｒ ｓ 能 自动 如 ＯＢＲ ／ ’ｅｅ智 ｉ 化ＤＳ Ｃ 系统就 提供 了几种具有 自整定功能 的 ＰＤ Ｉ 调节 器模 块 ， ＰＤ ＰＤ Ｅ等 。 如 ＩＥ，ＩＸ
１ ＰＤ ＩＥ调节器模块 的参数整定功能
部设置或通过其它模块组态逻辑切换到期望的工作 状态 。 ＰＤ ＩＥ控制模块 在初始化 时进入 Ｍ Ｎ工作 状 Ｔ 态。在 ＰＤ Ｉ Ｅ模块最初投人运行时 ， 可根 据运行经
欣灵电气 XMT -7000D工业调节器 温度控制器 说明书
XMT -7000D工业调节器/温度控制器产品使用说明书欣灵电气股份有限公司2)、仪表面板各种功能的显示和参数的设置均正常，指示灯有相应的动作而仪表却失去控制作用时，一般是因仪表外部负载短路、断路、错线等导致了仪表内器件的烧坏。
此时请打开仪表，凡触点输出的，请检查连线是否焦痕；凡驱动可控硅的请检查脉冲变压器或光电偶合器是否有开路现象。
如有上述情况，修复铜箔或把仪表寄回生产厂家维修。
压是否太低，并使之符合技术要求规定。
10、仪表的保存仪表应在包装齐全的情况下存放在干燥通风、无腐蚀性气体的场合。
XMT -7000D工业调节器/温度控制器 使用说明书此产品在使用前，请仔细阅读说明书，以便正确使用，并请妥善保存，以便随时参考116欣灵电气股份有限公司X I N L I N G E L E C T R I C A L C O., L T D地址：浙江省乐清柳市智广工业区邮编：325604电话：*************传真：*************E-mail:************** XMT-7000D系列智能数字温度控制仪是在XMT-8000系列基础上，更新开发的高性能智能仪表，它以优异的控制精度，迅捷的扰动响应和强大的抗干扰能力，满足用户的各种控温需求。
可广泛应用于机械、化工、陶瓷、轻工、冶金、石化、热处理等行业的温度、流量、压力、液位等的自动控制系统。
1、产品简介产品主要特点：软件调零调满度，冷端自动补偿室温。
四位双色LED数码管分别指示测量和设定值。
仪表深度小于82mm，机框短小，便于安装。
2、仪表主要技术参数：主要项目 技术参数 说明显示基本误差 ≤±(1.0%F S+1个字)或±(0.5%F S+1个字)冷端补偿误差 ≤±2℃温度系数 ≤0.05/℃仪表分辨率 1℃或0.1℃仪表采样周期 3次/秒输出触点容量 继电器触点220V阻性负载≤3A继电器触点220V感性负载≤1A输出控制电压 S S R驱动电平D C0-12V输出控制电流 0-10m A电流负载阻值800欧姆以下4-20m A电流负载阻值600欧姆以下工作环境 环境温度0-50℃，相对湿度：45%-85%大气压力：80-106K P a信号输入 热电偶：E、K、J、B、S热电阻：C U50、P T100输出和报警方式 多种（见型谱表）9、故障的显示和判断9.1 仪表的故障显示1)、若怀疑仪表的精度，可把传感器插入经充分拌和的冰水混合液中，仪表应显示在0℃左右，把传感器插入在标准在大气压下的沸水中，仪表应显示100℃左右，误差较大时一般是传感器分度号与仪表不配所致。
THKA多回路智能工业调节器
2
尺寸布局
CH01
CH02
A1
A1
A2
A2
OUT
OUT
CH03
CH04
A1
A1
A2
A2
OUT
OUT
CH05
CH06
A1
A1
A2
A2
OUT
OUT
CH SET
EXIT
THKA多路智能工业调节器
测量值显示或参数代号 测量值显示或内部参数值
上限报警指示灯 下限报警指示灯 主控输出指示灯 温度控制设定键 内部叁数设定键 移位键 减数键 加数键 退出并保存设置
输入信号
热电偶: K、S、E、J、T、B、N、R、WRe3-25、WRe5-26、F2(辐射传感器) 热电阻: PT100、CU50、CU100 电 流: 0～20mA、4～20mA 电 压: 0～5V、1～5V、0～10V 毫 伏: 0-100mV、0-75mV、0-50mV、0-60mV 电 阻: 0-400欧(用于远传压力表)
96(W)
95mm
92(W)
面板尺寸
开孔尺寸
96(H) 96(H) 92(H)
3
背面输入部份共有2组可插拔的端子,每组为3个输入通道,最大为6路信号输入,可 连 接 热 电 偶,热 电 阻, 4 ~ 2 0 m A , 0 ~ 5 V, 0 ~ 1 0 V , 1 ~ 5 V, 0 ~ 7 5 m V, 0 ~ 1 0 0 m V等 多 种 传感器,实现温度,压力,湿度的信号采集。
CH03
CH04
A1
A1
A2
A2
OUT
OUT
两路温控面板
PV CH01
PV CH02
仪表型号定义(精)
（一）、仪表型号说明表
型号
代码
说明
IAO-P
－□
－□
－□
－□
－□
－□
－□
－□
IAO－P系列智能专家PID工业控制／调节器
外形尺寸
－□
参见仪表外形尺寸表
第一输出AL1
N
无报警输出
L
继电器报警
第二输出AL2
N
无报警输出
L
继电器报警
控制输出OUT
－□
参见仪表控制输出类型表
辅助输出
N
无输出
R2
RS232通讯
-1999――9999
11
0—400Ω
-1999——9999
12
0—20mV
-1999——9999
13
0－60mV
-1999——9999
14
0－100mV
-1999――9999
15
-20―20mV
-1999――9999
16
-100－100mV
-1999――9999
17
0－10mA、0－1V
-1999――9999
（二）、仪表输入类型表
SN值
输入类型
测量范围
备注
0
K
-50——1300℃
1
S
-50——1700℃
2
R
-50——1700℃
3
T
-200——350℃
4
E
0——1000℃
5
J
0——1200℃
6
B
400——1800℃
7
N
0——1300℃
8
Pt100
AI 人工智能工业调节器 说明书
AI人工智能工业调节器（适合温度、压力、流量、液位、湿度……的精确控制）使用说明书 （V6.0）一、概叙 (3)（一）主要特点 (3)（二）型号定义 (4)（三）不同型号仪表的功能区别 (7)（四）模块功能的进一步说明 (8)（五）仪表维护 (10)二、技术规格 (11)三、仪表接线 (13)四、面板说明及操作说明 (18)（一）显示状态 (19)（二）基本使用操作 (21)（三）AI人工智能调节及自整定(AT)操作 (22)（四）程序操作（仅适用AI－808P型） (24)五、功能及设置 (25)（一）参数功能说明 (25)（二）部分功能的补充说明 (41)六、AI系列仪表常用工作方式 (47)（一）二位调节仪表（简单的温度控制器） (47)（二）三位调节（上、下限报警）仪表 (48)（三）温度变送器／程序给定发生器 (49)（四）高精度的AI人工智能调节器 (50)（五）手动操作器／伺服放大器 (51)七、AI－808P程序型仪表补充说明 (53)（一）功能及概念 (53)（二）程序编排 (56)八、扩充软件功能（加热/冷却双输出） (60)一、概叙（一）主要特点●人性化设计的操作方法，非常方便易学，并且不同功能档次的仪表操作相互兼容。
●包含国际上同类仪表的几乎所有功能，通用性强，技术成熟可靠。
●提供多个型号，无论是要求功能强大，还是要求价格经济，都能获得满意的选择。
●全球通用的85－264VAC输入范围开关电源或24VDC电源供电，并具备多种外型尺寸供客户选择。
●输入采用数字校正系统，内置常用热电偶和热电阻非线性校正表格，测量精确稳定。
●采用先进的AI人工智能调节算法，无超调，具备自整定（AT）功能。
●采用先进的模块化结构，提供丰富的输出规格，能广泛满足各种应用场合的需要，交货迅速且维护方便。
●通过ISO9002质量认证，品质可靠。
具备符合要求的抗干扰性能。
注意事项●本说明书介绍的是V6.0的AI系列人工智能工业调节器/温度控制器，本说明书介绍的功能有部分可能不适合其他版本仪表。
pi调节器时域表达式可写成
pi调节器时域表达式可写成
（最新版）
目录
1.PI 调节器的基本概念
2.PI 调节器的时域表达式
3.PI 调节器的应用和优势
正文
一、PI 调节器的基本概念
PI 调节器，全称为比例 - 积分调节器，是一种广泛应用于工业控制系统的闭环调节器。
它主要由比例控制器和积分控制器两部分组成，通过对系统误差的实时调节，使被控对象的输出信号与期望信号保持一致。
比例控制器和积分控制器分别对误差信号进行比例放大和积分处理，以达到更快、更稳定的控制效果。
二、PI 调节器的时域表达式
在时域分析中，PI 调节器的传递函数可表示为：
G(s) = K_p / (sT_i)
其中，G(s) 表示 PI 调节器的传递函数，K_p 表示比例增益，T_i 表示积分时间常数，s 表示复变量，K_p / (sT_i) 表示比例控制器与积分控制器的叠加。
三、PI 调节器的应用和优势
PI 调节器在工业控制系统中具有广泛的应用，例如温度控制系统、速度控制系统等。
相较于单一比例控制器或积分控制器，PI 调节器具有以下优势：
1.提高控制系统的稳定性：PI 调节器通过对误差信号的比例放大和
积分处理，能有效减小系统误差，提高控制系统的稳定性。
2.改善控制系统的动态性能：PI 调节器能够加速系统的响应速度，缩短调节时间，从而改善控制系统的动态性能。
3.适用于多种控制对象：PI 调节器具有较强的鲁棒性，适用于多种控制对象，如线性时变系统、非线性系统等。
综上所述，PI 调节器作为一种重要的闭环调节器，在工业控制系统中具有广泛的应用和优势。
工业自动化仪表及过程控制(数字调节器)
工业自动化仪表及过程控制(5-2)Industrial AutomationInstrumentations and Process Control数字控制算法数字调节器：数字式控制仪表。
数字调节的优点：•运算、控制功能丰富；•具有数字通信功能；•可靠性好，使用维护方便数字调节器主要输入输出量输出值：VM(MV: Manipulated Variable)设定值：VS(SV: Setpoint variable)测量值：VP(PV:Process Variable)e=VS -VP若：x(t)=e,y (t)=VMy (t)=f(x(t))数字系统的离散信号x0,x1,x2….,x ny0,y1,y2….,y n也记做：x(0),x(1),x(2),…,x(n)y(0),y(1),y(2),…,y(n)数字PID 算法(Digital PID Algorithm)⎰dtt e )(∑∆T k e )(dt t de )(Tn e n e ∆--)1()(基本PID 离散表达式)1(101∑=-∆-+∆+=ni n n d i i n n T x x T T x T x P y 位置式PID 算法位置式数字PID算法的原理增量式数字PID 算法)}2()({12111----+-∆+-+∆=-=∆n n n d n n n i n n n x x x TT x x x T T P y y y •节省内存空间和运算时间•减少累计误差•误差动作影响小增量式PID 算法原理)1(1)1(110211101∑∑-=----=-∆-+∆+=∆-+∆+=n i n n d i i n n n i n n d i in n T x x T T x T x P y T x x T T x T x P y )}2()({12111----+-∆+-+∆=-=∆n n n d n n n i n n n x x x TT x x x T T P y y y算法框图开始输入r(n),y(n)计算e(n)计算p(n)e(n)=e(n-1)位置式PID算法框图返回PID程序获得方法三种常用PID程序编程语言性能对照功能开发时间通用性价格针对性调试汇编语言一般长差低强难高级语言强中中中强中组态软件很强短好高一般易不完全微分的PID 算法由于理想的微分动作对高频干扰过于敏感，不能使用，为抑制干扰的影响，数字调节器仿效模拟调节器，将理想的微分改为不完全微分，也称为有限制的微分)111(1)(dd d i K sT s T s T P s G +++=不完全微分的PID算法易引起振荡和超调冲击小，系统稳定不完全微分PID 结构框图)111(1)(dd d i K sT s T s T P s G +++=采样周期(Sample Time)Ts的选择•采样定理•系统动态指标•对象动态特性•干扰信号的频谱•控制回路数•计算精度常见被调量的经验采样周期数字PID 控制的改进算法充分应用计算机控制软件算法实现方便的优点，在基本PID的基础上，对其算法进行各种改进，使其达到更好的控制效果。
PID调节器的作用及其参数对系统调节质量的影响
PID调节器的作用及其参数对系统调节质量的影响PID调节器（Proportional-Integral-Derivative Controller）是一种常见的工业控制器，广泛应用于各种自动控制系统中。
它可以根据给定的设定值与实际测量值之间的误差来调节系统的输出，并使系统的响应更加稳定和准确。
1.稳定性控制：PID控制器能够保持系统在给定设定值附近稳定工作，其比例（P）作用能够根据实际误差大小来调整输出力度，积分（I）作用能够补偿系统的稳态误差，而微分（D）作用则能够抑制系统的过度振荡。
2.响应速度控制：通过调节PID控制器的参数，可以控制系统的响应速度。
比例（P）作用对响应速度的影响最大，增大比例增益可以提高响应速度，但也容易引起系统的过度振荡；积分（I）作用对响应速度的影响较小，主要用于补偿静差；微分（D）作用能够减小系统的过度振荡和快速变化。
3.抗干扰能力：PID控制器通过比例（P）作用能够快速响应系统的测量误差，通过积分（I）作用能够积累误差并持续调整输出，通过微分（D）作用能够预测未来的变化趋势，因此具有较强的抗干扰能力。
4.参数调节：PID控制器的参数对系统的调节质量有很大影响。
比例增益（Kp）决定了系统的响应速度和稳定性，增大Kp可以提高响应速度，但会增加系统的过度振荡；积分时间常数（Ti）决定了系统对于静差的补偿能力和稳态误差的消除速度，较大的Ti能够减小系统的静差，但可能引起系统的超调；微分时间常数（Td）决定了系统对于变化速率的响应速度，较大的Td能够抑制系统的过度振荡。
综上所述，PID调节器的作用及其参数对系统调节质量的影响是多方面的。
通过调节PID控制器的参数，可以控制系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力，从而实现对系统的准确控制。
但需要注意的是，不同系统的特性不同，参数的选择需要根据具体情况进行调整，经验和试错是提高调节质量的关键。
第七章模拟PID调节器(7-3)
例 分析 引入P、PD调节器后，系统性能的变化 解：引入P 调节器后 c(t )
R(s) +
Kp
400 s ( s 48)
C ( s)
K p 100
K p 2.88
系统输出：
K p 1
C(s)
400K P s(s2 48s 400k p )
0
t
当Kp=1时，ζ=1.2，系统过阻尼状态，无振荡和超调， 过渡过程时间很长。 当Kp=2.88时，ζ=0.707，系统欠阻尼状态，σp=4.3%， ts=0.17s，是一种比较理想的情况。 当Kp=100时，ζ=0.12，系统欠阻尼状态，σp=68%。 比较发现，如果Kp是唯一设计参数，应取值Kp=2.88， 使系统的阻尼比ζ=0.707左右，以获得尽量好的性能。 6
G c (s) K p
KI s
8
例：设原系统的开环传递函数 引入PI调节器后，系统的开环传递函数
K G c (s) K p I s
G(s) G c (s)G0 (s) ω2 n (K p s K 1 ) s 2 (s 2ζ ωn )
ω2 n G 0 (s) s(s 2ζ ωn )
t 4 tc t5
t
1
0
t
引起超调的原因 ：
0<t<t1: 正的补偿转矩太大。 e(t ) t1<t<t2: 阻尼转矩不足。 0 引入PD调节器之后 ： m(t)除原来的误差信号外，又 m(t ) 叠加了一个与误差信号变化速率 成正比的信号，此信号具有“提前” 制动的作用，只要正确选择TD， 就可使σp下降，ts缩短。 0
G0 ( s )
thka多路智能工业调节器接法
一、THKA多路智能工业调节器简介THKA多路智能工业调节器是一种用于工业控制系统中的调节器，能够实现对多个参数的同步控制，具有高精度和稳定性的特点。
它可以广泛应用于化工、电力、冶金、石油等领域，为工业生产提供精准的控制和监测。
二、THKA多路智能工业调节器的接法1. 电源接法（1）连接主电源：将主电源正负极分别连接到THKA多路智能工业调节器的相应接口，确保接线无误，否则可能导致设备烧坏或者无法正常使用。
（2）接地线连接：将接地线连接到THKA多路智能工业调节器的接地端口，建议接地导线长度不超过2米，以确保有效接地。
2. 信号输入接法（1）选择合适的输入信号类型：THKA多路智能工业调节器支持多种输入信号类型，包括模拟信号、数字信号等，用户在接线时需根据具体要求选择合适的输入信号类型。
（2）接线顺序：按照THKA多路智能工业调节器说明书中的接线顺序进行连接，确保信号输入端和控制终端接法正确，避免因接线错误导致控制失效。
3. 控制信号接法（1）选择控制信号类型：根据实际控制需求选择合适的控制信号类型，包括模拟控制信号和数字控制信号等。
（2）连接控制器：将控制端子连接到THKA多路智能工业调节器的对应接口上，确保控制信号能够正常传输和接收。
4. 控制输出接法（1）选择控制输出类型：THKA多路智能工业调节器支持多种控制输出类型，包括模拟控制输出和数字控制输出，用户在接线时需根据具体控制要求进行选择。
（2）连接外部设备：将控制输出端子连接到需要控制的外部设备上，确保控制信号能够稳定传输和实现对外部设备的准确控制。
5. 通讯接口接法（1）选择通讯接口类型：THKA多路智能工业调节器支持RS485、RS232等通讯接口类型，根据实际通讯需求选择合适的通讯接口类型。
（2）连接通讯设备：将通讯接口连接到相应的通讯设备上，确保通讯信号能够正常传输和通讯设备之间能够稳定通讯。
三、THKA多路智能工业调节器接法注意事项1. 严格按照说明书进行接线：在进行THKA多路智能工业调节器的接法时，必须严格按照说明书中的接线顺序和方式进行操作，避免因接线错误导致设备损坏或控制失效。
PID各作用比较2PID调节器分类PID控制
比例度减小 稳态误差减少
2.1.2 积分（I）控制
在积分控制中，控制器的 输出与输入误差信号的积 分成正比关系。对一个自 动控制系统，如果为了消 除稳态误差，在控制器中 必须引入“积分项”。积 分项对误差取决于时间的 积分，随着时间的增加， 积分项会增大。这样，即 便误差很小，积分项也会 随着时间的增加而加大， 它推动控制器的输出增大 使稳态误差进一步减小， 直到等于零。
在实际应用中，根据对象的特性和控制要求， 也可灵活的改变其结构，取其中一部分环构成控 制规律。例如，P调节器、PI调节器、PD调节器、 PID调节器等。
2.1.4 PI调节器及其控制规律
PI调节器
R( s)
Kp
M (s)
E (s)
KI s
G0 ( s )C Nhomakorabeas)PI调节器的传递函数 令 则
PID各作用比较
2.2 PID 调节器分类
PID控制：对偏差信号e(t)进行比例、积分和微分运算变 换后形成的一种控制规律。 偏差e(t) =测量值（PV）- 设定值（SV） 可调参数：比例度δ（P）、 积分时间Ti（I）、微分时 间Td（D）
1 u t K p et Ti
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到 精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用 时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场 调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。 仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业PID调节 器有所不同，各个参数之间相互隔离，互不影响， 因而用其观察调节规律十分方便。 根据经验进行在线整定。由于软件系统的灵活性， PID算法可以得到修正而更加完善。
ω2 n G 0 (s) s(s 2ζ ω n )
自动控制原理调节器知识点总结
自动控制原理调节器知识点总结自动控制原理调节器是现代工业领域中广泛应用的一种设备，它能够通过感知外部环境变量，并根据设定的目标值进行调节，使系统达到稳定状态。
在本文中，我们将对自动控制原理调节器的知识点进行总结。
一、调节器的基本原理调节器的基本原理是通过感知外部环境变量，与设定值进行比较，并通过输出信号，改变被控对象的控制量，使系统的输出值逐渐接近设定值。
调节器通常由感知器、比较器、控制器和执行器四个主要模块组成。
1. 感知器：感知器负责感知外部环境变量，比如温度、压力等参数，并将其转换成电信号输出给比较器。
2. 比较器：比较器接收感知器输出的信号和设定值，将二者进行比较，得到误差信号，并将误差信号输出给控制器。
3. 控制器：控制器接收比较器的误差信号，并进行处理，根据设定的控制算法生成控制信号，输出给执行器。
4. 执行器：执行器接收控制器的控制信号，根据信号的大小调节被控对象的控制量，使其与设定值接近。
二、调节器的常见控制方式调节器根据控制方式的不同，可以分为三种常见类型：比例控制、积分控制和微分控制。
它们分别对误差信号进行比例、积分和微分运算，以达到调节目标的效果。
1. 比例控制：比例控制根据误差信号的大小直接输出控制信号，与误差成比例。
当误差增大时，控制信号也相应增大，以快速调节被控对象的控制量。
2. 积分控制：积分控制通过积分运算累积误差信号，输出控制信号。
积分控制主要用于消除比例控制产生的静态误差，保持系统在设定值附近。
3. 微分控制：微分控制通过对误差信号进行微分运算，输出控制信号。
微分控制主要用于抑制系统的动态响应，减小超调和震荡的程度。
三、调节器的应用领域调节器广泛应用于实际生产中的各种自动控制系统中，下面列举几个常见的应用领域。
1. 温度控制：调节器可以感知环境中的温度变化，并通过调节加热或制冷设备的控制量，使系统的温度保持在设定值附近。
2. 液位控制：调节器可以感知液位的高低，并通过调节流量阀门的控制量，使液位保持在设定范围内。
调节器用途
调节器用途调节器是一种用来调节信号、电流或压力等参数的装置。
调节器具有广泛的应用领域，包括自动控制系统、通信系统、电力系统、医疗设备、工业厂房等等。
下面将详细介绍调节器的用途。
首先，调节器在自动控制系统中扮演着重要的角色。
自动控制系统是指通过传感器感知输入信号，经过处理后，通过执行机构来实现对被控对象进行控制的系统。
调节器作为控制环节中的一个重要组成部分，可以根据反馈信号对控制参数进行调节，使被控对象保持在期望的状态。
例如，在温度控制系统中，调节器可以根据温度传感器的反馈信号，控制加热或制冷设备的工作，使温度保持在设定值上下波动。
其次，调节器在通信系统中也扮演着重要的角色。
通信系统是指将信息从发送端传输到接收端的系统，其中包括调制解调器、放大器、滤波器等组件。
调节器在通信系统中主要用于对信号进行调制。
调制即将原始信号与载波信号进行合成，从而在频率、相位或幅度上改变原始信号的特性，以便在传输过程中能够更好地抵抗噪声、增加传输距离、提高信号质量等。
调节器可以根据需要选择不同的调制方式，如频率调制、脉冲调制、相位调制等。
调节器在电力系统中也起着至关重要的作用。
电力系统是指将发电厂产生的电能传输到终端用户的系统，其中包括变压器、开关设备、保护装置等组件。
调节器在电力系统中主要用于对电流和电压进行调节。
例如，在输电线路上，调节器可以根据电流变化调节传输线的电压，以保证电力传输的稳定性和效率。
此外，在电力发电和配电系统中，调节器也广泛用于对发电设备和负载设备进行电流电压的调节，以满足不同的功率需求。
另外，调节器在医疗设备中也扮演着重要的角色。
医疗设备是指用于医学诊断、治疗和监测的设备，其中包括心电图仪、血压计、呼吸机等。
调节器在医疗设备中主要用于对生理参数进行调节。
例如，在呼吸机中，调节器可以根据患者的生理状态和需求，调节气流的压力和流量，以保证患者的正常呼吸。
在血压计中，调节器可以根据患者的血压变化，调节气囊的充气和放气，以确保测量的准确性和可靠性。
第3章 调节规律及控制器
p KPe
Kp—放大倍数，又叫比例增益。
(3.26)
3.2 控制器的调节规律
采用比例调节的液位控 制系统如图所示，杠杆就是 一个简单的比例控制器。
（1）一阶自衡对象
可以用一阶微分方程来描述其动态特性的对象，一般称为一 阶对象。
3.1 被控对象的特性
下图是一个水槽，阀门2开度不变，要求被控变量h维持某一 数值，阀门1的开度变化成为引起液位变化的干扰。根据物料平 衡，液位高度h与进水流量Q1的数学关系推导如下：
Q1 Q2 dt Adh
(3.1)
对于控制通道，若时间常数T大，则被控变量的变化比较缓和， 一般来讲，这种对象比较稳定，容易控制，但缺点是控制过于缓慢。 若时间常数T小，则被控变量的变化速度快，不易控制。因此，时间 常数太大或太小，对过程控制都不利。
3.1.2.3 滞后时间
有不少化工对象，在受到输入变量的作 用后，其被控变量并不立即发生变化，而是 过一段时间才发生变化，这种现象称为滞后 现象。滞后时间就是描述滞后现象的动态参 数。
（1）传递滞后τ0
又叫纯滞后，是由于信号的传输、介质 的输送或热的传递要经过一段时间而产生的。 如溶解槽的传递滞后及特性曲线见右图。
3.1 被控对象的特性
（2）容量滞后τc
一般是由于物料或能量的传递过程中受到一定的阻力而引起 的，或者说是由于容量数目多而产生的。
其主要特征是当输入阶跃作用后，被控对象的输出变量开始 变化很慢，然后逐渐加快，接着又变慢，直至逐渐接近稳定值， 如双容液位对象的特性曲线。
双位调节的系统本身的要求不高，只要求被
控变量在两个极限值之间，这就是可用中间
区的双位调节方案。
调节器的工作原理
调节器的工作原理调节器是一种常见的控制装置，它在各种机械设备中都有着重要的作用。
调节器的工作原理主要是通过控制流体或气体的流动来实现对设备运行状态的调节，从而达到控制设备的目的。
在工业生产和日常生活中，调节器被广泛应用于各种领域，如自动化生产线、空调系统、汽车发动机等。
本文将介绍调节器的工作原理及其应用。
调节器的工作原理可以简单地概括为通过控制流体或气体的流动来调节设备的运行状态。
具体来说，调节器通过改变流体或气体的流量、压力或温度等参数，来实现对设备的控制。
这种控制是通过调节器内部的阀门、活塞或其他可调节部件来实现的。
当需要改变设备的运行状态时，调节器会根据预先设定的控制信号，调整其内部部件的位置或开度，从而改变流体或气体的流动状态，进而实现对设备的控制。
调节器的工作原理可以分为两种基本类型，一种是通过改变流体或气体的流量来实现控制；另一种是通过改变流体或气体的压力来实现控制。
在实际应用中，这两种类型的调节器常常会结合使用，以实现更精确的控制效果。
在工业生产中，调节器被广泛应用于自动化生产线。
例如，通过对流体或气体的流量和压力进行精确控制，调节器可以实现对生产设备的自动调节，从而提高生产效率和产品质量。
在汽车发动机中，调节器通过控制燃油和空气的混合比例，来实现对发动机功率的调节，从而满足不同工况下的需求。
在空调系统中，调节器可以根据室内温度和湿度的变化，自动调节制冷剂的流量和压力，以保持室内环境的舒适度。
总的来说，调节器是一种通过控制流体或气体的流动来实现对设备运行状态的调节的控制装置。
它的工作原理主要是通过改变流体或气体的流量、压力或温度等参数，来实现对设备的控制。
在工业生产和日常生活中，调节器被广泛应用于各种领域，发挥着重要的作用。
通过了解调节器的工作原理，可以更好地理解其在各种设备中的应用，从而更好地实现对设备的控制和调节。
岛电SR93调节器中文说明书
岛电SR93调节器中文说明书一、产品概述岛电 SR93 调节器是一款高精度、多功能的智能调节设备，广泛应用于工业自动化控制领域，如温度、压力、流量等参数的精确控制。
它采用先进的控制算法和可靠的硬件设计，能够为用户提供稳定、准确的控制性能，满足各种复杂的控制需求。
二、产品特点1、高精度测量与控制具备高精度的模拟量输入和输出通道，测量精度高达 01%，控制精度可达±01℃。
支持多种热电偶、热电阻和线性信号输入，适应不同类型的传感器。
2、灵活的控制模式提供 PID 控制、自整定 PID 控制、ON/OFF 控制等多种控制模式，用户可根据实际控制需求进行选择。
具备手动/自动无扰切换功能，方便在调试和运行过程中进行操作。
3、强大的编程功能内置丰富的控制算法和功能模块，用户可通过编程实现复杂的控制逻辑。
支持多段程序控制，可满足不同阶段的工艺要求。
4、友好的人机界面配备大尺寸液晶显示屏，清晰直观地显示测量值、设定值、控制输出等信息。
操作按键简单易用，方便用户进行参数设置和操作。
5、通信功能支持 RS485 通信接口，可与上位机进行通信，实现远程监控和数据采集。
兼容多种通信协议，如 Modbus RTU 等。
三、技术规格1、输入规格热电偶：K、J、T、E、R、S、B 等类型热电阻：Pt100、Cu50 等类型线性输入：0-5V、1-5V、0-10V、0-20mA、4-20mA 等2、输出规格继电器输出：常开/常闭触点，最大负载能力 250VAC/5A模拟量输出：0-10V、0-20mA、4-20mA 等3、测量精度温度测量精度：±01℃（取决于传感器类型和测量范围）其他参数测量精度：01%4、控制精度±01℃（典型值）5、电源电压：AC 85-265V，50/60Hz功耗：小于 5W四、安装与接线1、安装环境应安装在干燥、通风良好、无腐蚀性气体的环境中。
避免安装在强烈振动、强电磁场干扰的场所。
工业自整定PID调节器关键设计技术综述
工业自整定PI D调节器关键设计技术综述杨 智(甘肃工业大学电气与信息工程系,兰州730050) 摘要: 对十年来国内外在工业过程控制中使用的自整定PI D调节的设计方法与关键技术进行了全面综述和评价,这对我国进行同类高科技自动化仪表的开发研制及商品化有重要的指导意义。
关键词: 自整定;PI D控制;工业控制;自适应控制;智能控制;系统辨识 中图分类号:TP214 文献标识码:A 文章编号:100023932(2000)022*******1 前 言PI D控制是最早发展起来且目前在工业过程控制中依然是应用最为广泛的控制策略之一[1],即便在科技发达的日本,PI D控制的使用率在84.5%以上[2],这是因为PI D控制器结构简单,且综合了关于系统过去(I)、现在(P)和未来(D)三方面信息,对动态过程无需太多的预先知识,鲁棒性强,控制效果一般令人满意,为广大工程技术人员所熟知[3]。
自从有了PI D控制,回路整定就一直是人们研究的问题之一[4],许多整定方法及公式已经开发出来,最早提出PI D参数工程整定方法是在1942年由Z iegler和Nichols的简称为Z2N的整定公式[5],尽管时间已过去半个世纪了,但至今还在工业控制中普遍应用。
1953年C ohen和C oon 继承发展了Z2N公式也提出了一种考虑了被控过程时滞大小的C2C整定公式[6],常规PI D控制器的传统整定方法往往是技巧多于科学,整定参数的选择取决于多种因素,如被控过程的动态性能、控制目标以及操作人员对过程的理解等等,回路整定仍然比较费时费力,过程特性及操作条件的频繁变化,操作人员对回路整定方法不熟悉都可造成整定失误。
在这种背景下,自整定PI D控制器因此而产生了,随着自适应控制理论[7]及基于专家知识经验的智能控制理论[8]的发展,70年代根据闭环响应特性确定控制过程的理论渐渐成熟,人们明白,没有其它控制策略而仅凭PI D控制器本身是无法完成对各种过程动态特性识别的。
XMT—8000工业调节器温度控制器使用说明
XMT—8000工业调节器/温度控制器使用说明1.隐藏参数的提取因仪器（表）在出厂时有很多参数被隐藏了，故在现场设置时应提取出隐藏的参数，以便对参数进行修改。
（参阅说明书：9.9节）对说明书9.9节的理解：按一下SET健，此时SV显示屏内数字闪烁，先将仪表SV显示器内数字设定成稳定的9876数值后断开仪表电源（稳定的9876的设置：9876数字出现后，按一下SET健确认——断电——通电（9876即稳定，不再闪烁），仪表再次上电前先同时按住SET健、∧键、∨键，上电一秒后松开SET健、∧键、∨键，即可进入参数显示屏蔽状态。
SV显示器将所有参数循环显示一遍，PV显示器显示ON，表示参数被显示，OFF则表示参数不被显示，用∧键和∨键来选择ON或是OFF，按SET健确认选择。
按SET健后，自动转入下一参数。
按SET健超过3秒后，即可退出参数显示屏蔽设置状态。
应用此参数显示屏蔽功能可将如此操作复杂的仪表，既保留功能，又使用户应用十分便利。
2.小数点设置按SET健超过3秒——进入参数菜单——进入P-SH菜单项——先按A/M 键找到只有小数点闪烁时，用∧键和∨键可使小数点移位，按SET键确定。
（科学计数法：一般是两位小数点）3.以金凤电站蝶阀层集水井控制设置取例1#泵（主泵）：60CM启泵30CM 停泵(回差：60CM-30CM=30CM)2#泵（备泵）：80CM启泵50CM 停泵(回差：80CM-50CM=30CM)备泵设置：在运行画面下，按一下SET健——SV闪烁——SV（80）按SET健3秒——菜单——HY——HY（30）《30：即回差》对应继电器脚号：①②③（取①和②脚—常开接点）主泵设置：在运行画面下，按SET健3秒——菜单SV（80）按SET健3秒——菜单——AL—1(60) ——按SET健——HY—1—HY—1（30）《30：即回差》对应继电器脚号：⑨⑩⑾（取⑩和⑾脚—常开接点）。
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• 时间特性 观察输入信号变化时，控制规 律的瞬时响应过程。 • 微分方程与传递函数 控制规律的精确数 学表达。 • 频率特性 观察输入信号在频率发生变化 时，控制规律的响应规律。 • 差分方程 微分方程或传递函数的离散化 算法，用于计算机软件编程。 • （1）比例调节器（P） •
• •
图4.22 直接数字控制系统构成图
• (2)软件构成
图4.23 数字调节器监控程序框图
• 4.4.2 模拟量输入通道 • (1)高精度的多路数据输入通道
图4.24 多路多信号制高精度模拟量输入通道
• (2)同步通道
图4.25 实时性较强的模入通道
图4.26
高抗干扰模入通道原理示意图
• (3)高抗干扰通道 • 4.4.3 模拟量输出通道与手操电路 • （1）一个简单的模出通道
图4.33 专家自整定调节器构成框图
图4.34 设定值变化或负荷扰动下输出响应曲线类型
• 2)控制目标
• 3)整定规则
图4.35 参数整定规则程序框图
• 4)推理机构 • （2）整定过程 • 1）启动处理 • 2）在线自整定 • 3）相关计算 • ①过程响应时间TR计算 • ②估算准确度MR
图4.36 专家自整定PID控制程序流程框图
图4.27 模拟量输出通道设计方案 (a)高精度多通道廉价的模出通道;(b)可靠性高且设计简单的模出通道
• (2)一种带手操的模出通道设计
图4.28 一种带手操电路的模出通道设计
• 1）可逆计数器4516
图 4.29 4516引脚及真值表
图4.30 由卡诺图设计逻辑控制电路
• 2）逻辑控制电路
• 模块代码的特点： • ①组态灵活。 • ②图形化组态与传统的控制系统设计极相似。
• 4.5 PID参数自整定调节器 • 4.5.1 概述 • 4.5.2 继电器振荡PID参数自动整定技术
• 4.5.3 专家智能型自整定PID调节器的设计 方法 • (1)自整定专家系统 • 1)响应曲线
图4.6 PID调节器理想与实际的对数幅频特性
• 4.2.2 控制规律的实现方法 • （1）模拟调节器实现方法
图4.7 一个RC电路实现控制规律示例
• 1）串联式PID调节器
图4.8 串联式PID运算电路
• PID运算电路总的传递函数为：
•
• 它们之间的关系为： • • • • • 2）微分先行调节器
• • • •
4.4.4 可编程序调节器 (1)基本功能 (2)可编程序调节器组态方法 1）组态字方式
图4.31 组态字方式的用户ROM区结构
• • • • •
组态字的特点： ①简单易实现、可靠。 ②运算周期较长。 ③用户组态的灵活性较差。 2)模块代码方式
图4.32 模块代码方式组态
• (3)比例微分调节器（PD）
图4.5 PD调节器的时间特性和对数幅频特性 (a)理想的PD作用阶跃响应；(b)实际的PD作用阶跃响应；(c)PD调节器的对数幅频特性
• PD调节器的微分方PD调节器传递函数：
• (4)比例积分微分调节器（PID）
图4.2 比例调节器特性
(a)阶跃响应特性；(b)对数幅频特性
• （2）比例积分调节器（PI） • PI调节器的微分方程：
• 理想PI调节器传递函数：
• 实际的PI调节器传递函数：
图4.3
比例调节器I/O关系
图4.4 PI调节器的时间特性和对数幅频特性 (a)比例积分作用的阶跃响应；(b)理想与实际PI调节器阶跃响应； (c)PI调节器的对数幅频特性
图4.9
测量值微分先行调节器示意图
图4.10 并联式PID运算电路框图
• 3)并联与串并联混合式调节器
• (2)数字调节器实现方法 • 1)模拟化设计方法 • ①标准微分方程的离散化
图4.11 串并联混合式PID运算电路图
• ②传递函数离散化
• • • •
2)数字化设计方法 4.3 模拟调节器 4.3.1 基型PID调节器 DDZ—Ⅲ调节器的基本性能指标：
• （2）工作原理
图4.12 PID调节器组成框图
• （3）电路分析与设计特点
• 1）输入电路——偏差输入电平移动电路
图4.13 调节器的输入电路
图4.14 PD电路与D作用开关
• 2）PD电路——微分作用的投入与切除是无 扰的
• 3）PI电路——手动操作与切换问题
图4.15 PI电路与手操电路
图4.20 积分饱和问题
• （2）抗积分饱和措施 • 抗积分饱和的措施是应用某种方法自动地 监视着积分环节的输出，当输出达到限幅 值时：
• ①限制电容上的电压Vc。
• ②取消积分作用，转换成比例作用。
• ③使输入信号为零或反向。
• (3)电路举例
图4.21 偏差反馈型积分限幅电路
• 4.4 数字调节器和可编程序调节器 • 4.4.1 概述 • （1）硬件结构
图4.16 保持电路
• 4）输出电路——负载可变的恒流电路
• 5）指示电路——简单实用，温度性能好
图4.17 调节器的输出电路
• （4）DDZ—Ⅲ调节器特性分析 • 1）调节器的传递函数
图4.18 指示电路
• 2)误差分析
图4.19 全刻度指示调节器原理图
• 4.3.2 积分饱和问题 • （1）积分饱和及其带来的危害
第4章 调 节 器
• 4.1 概 述 • 调节器是控制系统中的大脑和指挥中心， 如图4.1所示。在自动控制系统中，由于扰 动的作用，被控量X偏离设定值XR，生偏差 ΔX，即
图4.1 控制系统框图
• 4.2 PID控制规律及实现方法 • 4.2.1 常规PID控制规律
• 常见的控制规律表达方法有：