模拟控制器的原理.

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基型调节器的构成
基型调节器线路原理图
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基型调节器的构成方框图
硬手操 电路
输入电 路
PD电路
PI电路
输出电 路
软手操 电路
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共模输入电压UC：
U C UT U S U CM 2 U CM 1 R2 R6 R3 R6 R3 R2 R6 R2 R3 R6
1 U 01 UB Ui UCM 1 UCM 2 UF R 4 R5 R1 R 5 2 R1 R 4 R1 R 4 R5 R 4 R1 R 5 R5 R1 R 4
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2) 积分环节
积分电路
(a)结构原理图 (b)阶跃响应
节流盲室（积分气路）
(a)结构原理图 (b)阶跃响应
微分方程： 传递函数： 传递函数：
微分方程：
T——时间常数，T=RC 上页
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T——时间常数，T=RC 下页
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1)比例环节
分压电路
(a)结构原理图 (b)阶跃响应
节流通室（分压气路）
(a)结构原理图 (b)阶跃响应
关系式：
关系式（稳态时）：
传递函数：
若P3=0（通大气）
KP——比例系数，0< KP <1 上页
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传递函数：
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△P——气阻两端压降
M——气体的质量流量 下页
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电容C
(a)固定电容 (b)可变电容
气容C
a)固定气容 (b)可变气容
关系式
关系式
传递函数 q——电容中的电荷量 UC——电容两端的电压 iC——流过电容的电流 上页 目 录
传递函数
m——气容中的气体质量 PC——气容中的压力。 M——气体的质量流量 下页
3) 微分环节
微分电路
(a)结构原理图 (b)阶跃响应
微分气路
(a)结构原理图 (b)阶跃响应
微分方程： T dU 2 U T dU1 2
dt
dt
传递函数： U 2 ( s ) TS U1 ( s ) TS 1 T——时间常数，T=RC 上页
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微分方程： dP2 dP1 T P2 T dt dt 传递函数： P2 ( s ) TS P TS 1 1 ( s) 下页
差输出信号U01。
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(2) 比例微分电路
作用: 是对输入电路的输出信号V01进行比例微分运算， 整机的比例度和微分时间通过本电路进行调整。
U T ( s ) U R12 U RD
R12 RD R11 U 01 ( S ) U 01 ( S ) 1 R11 R12 R11 R12 RD CD S
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2.2. 模拟控制器 ( Analog Controllers )
控制器的功能 基本构成环节的特性 电动调节器 气动调节器
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2.2.1.控制器的功能
控制器的作用是对测量信号与给定值相比较所 产生的偏差进行PID运算，并输出控制信号至 执行器
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基型调节器的电路分析－输入电路
输入电路是偏差差动电平移动电路，它的作用 ：一是偏 差检测与放大；二是电平移动 。
输入电路原理图 输入电路原理图采用这种电路形式有如下两个目的 ： ① 是为了消除集中供电引入的误差。
② 是为了保证运算放大器的正常工作 上页
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1 1 (Ui UCM 1 UCM 2 U 01 UB ) 3 2
1 (U S U CM 1 U CM 2 U B ) 3 输出与输入关系：
UB R2 R3 R6 R2 R3
UT U F
U 01 2(U i US )
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U 01 2(U i U s )
结论：
a) 输出信号Uo1 仅与测量信号Ui和给定信号Us差值成
正比，比例系数为-2，而与导线电阻上的压降Ucm1和
Ucm2无关。 b) 把以零伏为基准的、变化范围为1～5V的输入信号， 转换成以UB (10V)为基准的、变化范围为0～±8V的偏
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2.2.3.DDZ―Ⅲ型电动调节器
DDZ―Ⅲ型调节器有两种：全刻度指示调节器和偏 差指示调节器，它们的结构和线路相同，仅指示电路有 些差异。这两种基型调节器均具有一般调节器应具有的 对偏差进行PID运算、偏差指示、正反作用切换、内外 给定切换、产生内给定信号、手动/ 自动双向切换和阀 位显示等功能。 在基型调节器的基础上，可附加某些单元，如输入 报警、偏差报警、输出限幅单元等。也可构成各种特种 调节器，如抗积分饱和调节器、前馈调节器、输出跟踪 调节器、非线性调节器等以及构成与工业计算机联用的 调节器，如SPC系统用调节器和DDC备用调节器。
模拟控制器都是由各种放大器和由电 (气)阻、 电(气)容构成的基本环节组合而成 电阻R 气阻R
(a) 固定电阻 (a)固定气阻 (b)可调气阻 (b) 可调电阻
关系式 R=U/I 传递函数 U(s)/I(s)=R
关系式 传递函数
R=△P/M R=△P(s)/M(s)
U——电阻两端电压 I——流过电阻的电流 上页 目
(1)偏差显示 (2)输出显示 (3)提供内给定信号及内、外给定的选择 (4)正、反作用的选择 (5)手动操作与手动/自动双向切换
(6)附加功能：抗积分饱和、输出限幅、输入报警、
偏差报警、软手动抗漂移、停电对策和零启动等. 上页 下页 目 录
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2.2.2.基本构成环节的特性