调节规律与调节控制回路
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采用非线性调节器可以较好地解决这一问题。非线性调节器是在基型调节器的基础上增加了一个非线性单元，其输出特性如图b:
-
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-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
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-
由图b可见，在控点r点附近的一个区域内，比例增益大幅度降低，这个区域称为不灵敏区，在不灵敏区内，比例增益的衰减系数增大，在不灵敏区外，比例增益恢复原值。由此可见，采用非线性调节器后，可使组合后的开环特性基本接近线性，或使组合后的开环特性在pH为4—10的区段内较为平缓，可大大改善pH控制系统的调节品质。
对于压力、流量等被调参数来说，对象调节通道时间常数T0较小，而负荷又变化较快，这时微分作用和积分作用都要引起振荡，对调节质量影响很大，故不采用微分调节规律。
而对于温度、成分等测量通道和调节通道的时间常数较大的系统来说，采用微分规律这种超前作用能够收到较好的效果。
5、各类常见调节系统的特点
调节系统
特点
(2)、根据下表所示经验公式求出调节器的各参数。
参数
调节规律
比例度
（%）
积分时间
（min）
微分时间
(min)
P
2δk
PI
2.2δk
0.85 Tk
PID
1.7δk
0.5 Tk
0.125 Tk
3）、在调节器上，取稍大于求得的比例度值，再依次调整所需的积分时间和微分时间，最后把比例度值放到求得的值上。如果记录曲线不委理想时，再适当调整调节器的各参数。
比例（P）调节规律适用于负荷变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。
比例积分（PI）调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负荷变化较大（需要消除干扰引起的余差）、纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。
比例积分微分（PID）调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。
c、满足正常生产和事故状态下的稳定性和安全性
(2)、采样控制系统
采样控制属离散控制，其测量和控制作用是通过采样开关每隔一定时间进行一次，这种断续的控制方法称为采样控制。由于采样控制中调节器的输出是断续的，为了在采样开关断开以后，调节阀仍能继续保持它的采样时刻的位置不变，因而须设置零阶保持器，以保持调节器的输出不变，采样控制系统方框图如下图所示：
采样开关
给定RP
+ e m
-测量C
采样控制系统的方框图
采样控制用于下述两类场合：一类是被控变量的测量信息本身是断续的，如工业色谱仪输出的分析测量数据，或用计算机进行直接数字控制（DDC）时，计算机输入的被控变量信息等；另一类是具有特大纯滞后的工艺对象。
采样控制的工作原理：采样调节器原采样周期为T，采样开关接通的时间为Δt，则零阶保持器的保持时间为T-Δt。调节器控制作用为比例积分，则采样调节器只有在Δt时间内才起比例积分控制作用。
流量与液体压力
气体压力
液位
温度与蒸汽压力
成分
纯滞后
没有
没有
大部分没有
随流量而变
固定不变
容量
多容、时间常数小
单容
单容或双容
多容
百度文库多容
振荡周期
几秒
几秒—几分
几十秒—几分
几分—几十分
几分—几十分
对象增益
线性、非线性
线性
线性
非线性
线性、非线性
测量噪声
有
无
有
无
有时有
选用调节器
PI
PI或P
PI或P
PID
PID
选用调节阀
微分调节依据“偏差变化速度”来动作，它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。它使调节过程偏差减小，时间缩短，余差也减小（但不能消除）。它用微分时间Td来表示其作用的强弱，Td大，作用强，但Td太大，也会引起振荡。
2、比例（P）、比例积分（PI）、比例积分微分（PID）调节规律的适用场合？
调节规律与调节控制回路
1、在自动调节控制回路中比例（P）、积分（I）、微分（D）各起什么作用？
比例调节器依据“偏差的大小”来动作，它的输出与输入偏差的大小成比例。比例调节及时、有力，但有余差。它用比例度δ来表示其作用的强弱，δ愈小，调节作用愈强，比例作用太强时，会引起振荡。
积分调节依据“偏差是否存在”来动作，它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差消失时，积分作用才会停止，其作用是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延长了调节时间。它用积分时间T来表示其作用的强弱，T愈小，积分作用愈强，但积分作用太强时，也会引起振荡。
(3)、非线性控制系统
非线性控制是一种比例增益可变的控制作用，常用于具有严重非线特性的工艺对象，如pH值的控制等。
化工生产中经常碰到pH值的控制问题，如用pH值控制某个化学反应的终点，用pH值控制废水的中和过程等。PH对象具有严重的非线性。酸碱浓度差与pH值的对应关系如图a：
10
6
2
0
0.005 0 -0.005
3、微分（D）调节规律的作用?
由于微分（D）调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用可以：克服调节对象的惯性滞后（时间常数T）、容量滞后（τc）；但微分作用不能克服调节对象的纯滞后τ0，因为在τ0时间内，被调参数的变化速度为零。
4、压力、流量的调节为何不选用微分调节？而温度、成分调节多采用微分调节？
直线、等百分比
直线
直线
等百分比
等百分比
6、具有比例（P）+积分（I）+微分（D）【简称PID】调节器的调节系统，如何进行参数整定？
具有PID调节器的调节系统，采用临界比例度法进行参数整定，整定步骤如下:
(1)、调节系统稳定后，将积分时间放到最大，微分时间放到零，然后逐步将调节器比例度减小，观察在给定量提升或干扰量改变时的过渡过程情况。如果调节过程是衰减性振荡，则应把比例度继续放小；如果调节过程是发散，振荡加剧，则应把比例度放大，直到持续四、五次等幅振荡为止。记下此时的临界周期Tk。
7、几种重要的非常规调节系统
非常重要的非常规调节系统有:
(1)、分程调节系统
分程调节系统就是一个调节器同时控制两个或两个以上的调节阀，每一个调节阀根据工艺的要求在调节器输出的一段信号范围内动作。设置分程调节系统的主要目的是扩大可调范围，有以下特点：
a、改善调节品质，改善调节阀的工作条件
b、满足开停车时小流量和正常生产时的大流量的要求
（over）
2006.09.06
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-
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4
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由图b可见，在控点r点附近的一个区域内，比例增益大幅度降低，这个区域称为不灵敏区，在不灵敏区内，比例增益的衰减系数增大，在不灵敏区外，比例增益恢复原值。由此可见，采用非线性调节器后，可使组合后的开环特性基本接近线性，或使组合后的开环特性在pH为4—10的区段内较为平缓，可大大改善pH控制系统的调节品质。
对于压力、流量等被调参数来说，对象调节通道时间常数T0较小，而负荷又变化较快，这时微分作用和积分作用都要引起振荡，对调节质量影响很大，故不采用微分调节规律。
而对于温度、成分等测量通道和调节通道的时间常数较大的系统来说，采用微分规律这种超前作用能够收到较好的效果。
5、各类常见调节系统的特点
调节系统
特点
(2)、根据下表所示经验公式求出调节器的各参数。
参数
调节规律
比例度
（%）
积分时间
（min）
微分时间
(min)
P
2δk
PI
2.2δk
0.85 Tk
PID
1.7δk
0.5 Tk
0.125 Tk
3）、在调节器上，取稍大于求得的比例度值，再依次调整所需的积分时间和微分时间，最后把比例度值放到求得的值上。如果记录曲线不委理想时，再适当调整调节器的各参数。
比例（P）调节规律适用于负荷变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。
比例积分（PI）调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负荷变化较大（需要消除干扰引起的余差）、纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。
比例积分微分（PID）调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。
c、满足正常生产和事故状态下的稳定性和安全性
(2)、采样控制系统
采样控制属离散控制，其测量和控制作用是通过采样开关每隔一定时间进行一次，这种断续的控制方法称为采样控制。由于采样控制中调节器的输出是断续的，为了在采样开关断开以后，调节阀仍能继续保持它的采样时刻的位置不变，因而须设置零阶保持器，以保持调节器的输出不变，采样控制系统方框图如下图所示：
采样开关
给定RP
+ e m
-测量C
采样控制系统的方框图
采样控制用于下述两类场合：一类是被控变量的测量信息本身是断续的，如工业色谱仪输出的分析测量数据，或用计算机进行直接数字控制（DDC）时，计算机输入的被控变量信息等；另一类是具有特大纯滞后的工艺对象。
采样控制的工作原理：采样调节器原采样周期为T，采样开关接通的时间为Δt，则零阶保持器的保持时间为T-Δt。调节器控制作用为比例积分，则采样调节器只有在Δt时间内才起比例积分控制作用。
流量与液体压力
气体压力
液位
温度与蒸汽压力
成分
纯滞后
没有
没有
大部分没有
随流量而变
固定不变
容量
多容、时间常数小
单容
单容或双容
多容
百度文库多容
振荡周期
几秒
几秒—几分
几十秒—几分
几分—几十分
几分—几十分
对象增益
线性、非线性
线性
线性
非线性
线性、非线性
测量噪声
有
无
有
无
有时有
选用调节器
PI
PI或P
PI或P
PID
PID
选用调节阀
微分调节依据“偏差变化速度”来动作，它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。它使调节过程偏差减小，时间缩短，余差也减小（但不能消除）。它用微分时间Td来表示其作用的强弱，Td大，作用强，但Td太大，也会引起振荡。
2、比例（P）、比例积分（PI）、比例积分微分（PID）调节规律的适用场合？
调节规律与调节控制回路
1、在自动调节控制回路中比例（P）、积分（I）、微分（D）各起什么作用？
比例调节器依据“偏差的大小”来动作，它的输出与输入偏差的大小成比例。比例调节及时、有力，但有余差。它用比例度δ来表示其作用的强弱，δ愈小，调节作用愈强，比例作用太强时，会引起振荡。
积分调节依据“偏差是否存在”来动作，它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差消失时，积分作用才会停止，其作用是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延长了调节时间。它用积分时间T来表示其作用的强弱，T愈小，积分作用愈强，但积分作用太强时，也会引起振荡。
(3)、非线性控制系统
非线性控制是一种比例增益可变的控制作用，常用于具有严重非线特性的工艺对象，如pH值的控制等。
化工生产中经常碰到pH值的控制问题，如用pH值控制某个化学反应的终点，用pH值控制废水的中和过程等。PH对象具有严重的非线性。酸碱浓度差与pH值的对应关系如图a：
10
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3、微分（D）调节规律的作用?
由于微分（D）调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用可以：克服调节对象的惯性滞后（时间常数T）、容量滞后（τc）；但微分作用不能克服调节对象的纯滞后τ0，因为在τ0时间内，被调参数的变化速度为零。
4、压力、流量的调节为何不选用微分调节？而温度、成分调节多采用微分调节？
直线、等百分比
直线
直线
等百分比
等百分比
6、具有比例（P）+积分（I）+微分（D）【简称PID】调节器的调节系统，如何进行参数整定？
具有PID调节器的调节系统，采用临界比例度法进行参数整定，整定步骤如下:
(1)、调节系统稳定后，将积分时间放到最大，微分时间放到零，然后逐步将调节器比例度减小，观察在给定量提升或干扰量改变时的过渡过程情况。如果调节过程是衰减性振荡，则应把比例度继续放小；如果调节过程是发散，振荡加剧，则应把比例度放大，直到持续四、五次等幅振荡为止。记下此时的临界周期Tk。
7、几种重要的非常规调节系统
非常重要的非常规调节系统有:
(1)、分程调节系统
分程调节系统就是一个调节器同时控制两个或两个以上的调节阀，每一个调节阀根据工艺的要求在调节器输出的一段信号范围内动作。设置分程调节系统的主要目的是扩大可调范围，有以下特点：
a、改善调节品质，改善调节阀的工作条件
b、满足开停车时小流量和正常生产时的大流量的要求
（over）
2006.09.06