自动控制仪表及装置 - 第一章

Q 控制规律的表达式可能考计算P13

1.参数含义：△y变化量KP控制器比例增益TI控制器积分时间TD控制

器微分时间ε偏差

2.偏差的正负：ε=Xi-Xs 测量值-给定值

3.控制器的正作用反作用选择依据（分析题）给你对象能分析出是正作用还

是反作用：若KP前有负号则为反作用

4.①选阀：怎么安全怎么来，P1的例子温度控制系统，选气开或电开；②

假设温度过高，则偏差（温度）=测量值-设定值大于零，目标是△y（燃料）变化值小于零，所以选择反作用。

P PI PD 规律的特点阶跃响应要会分析P13-18

P PI PD PID 阶跃响应曲线特点PI PD 规律的阶跃响应综合题里考记住实际的时域公式

1.P控制特性：输入输出成比例关系，只要有偏差存在，控制器的输出就会

立刻与偏差成比例地变化，控制作用及时迅速。系统会出现余差，被控变量受干扰影响偏离给定值后，无法回到原先数值；若偏差为零，则输出不会变化，系统无法保持平衡。增大KP可以减小余差，但系统稳定性变差，容易产生震荡。P用于干扰较小，允许有余差的系统中。

比例度δ、比例增益KP互为倒数，成反比，比例度越小，比例增益越大，比例作用越强。

2.PI控制特性：I能消除余差，只要偏差存在，积分作用的输出就会随时间

不断变化，知道偏差消除，控制器的输出才会稳定下来；积分作用输出快慢与输入偏差ε的大小成正比，与积分时间成反比，积分时间越短，积分

速度越快，积分作用越强；积分输出控制动作缓慢，会造成控制不及时，系统稳定裕度下降，因此积分作用与比例作用组合起来使用。

控制点偏差：控制器输出稳定在某一值时，测量值和给定值之间存在偏差。

控制精度：控制点最大偏差的相对变化值，表征控制器消除余差的能力，KI越大，控制精度越高，消除余差能力越强。

3.PD控制特性：当积分时间TI趋于无穷大，控制器成PD控制特性；微分

时间越长，微分作用越强；微分作用比单纯比例作用快，微分作用比单纯比例作用提前一段时间，这段时间就是TD；微分根据偏差变化速度进行控制，只要偏差出现变化趋势，就有控制作用输出，超前控制；偏差恒定不变，微分作用为零，所以不能单独使用。

微分增益KD＜1，控制作用减弱，反微分，目的是滤波，KD =1相当于比例作用。

4.PID控制特性：both

5.微分先行目的：设定值放在微分之后，不对设定值做微分，效果是不因为

设定值的变化，引起输出值较大的变化。

6.如果PI阶跃曲线，KP增加或者TI减小的情况下，曲线如何变化，会分

析，做实验做的：KP增加比例作用增强，TI减小积分作用增强，积分增益变大，曲线变陡。

Q 基型控制器的电路方框图P20会画根据框图知道具备哪些功能

指示手操参数设定输入输出

用单片机设计基型控制器画框图各种东西都要含有有输入（键盘）参数指示显示输入输出

Q 输入电路P21 分析偏差差动电平移动电路电平平移的目的

1.作用：①将测量信号和给定信号相减，得到偏差信号，再将偏差信号放大

输出；②电平移动，将以0V位基准的给定信号和偏差信号转换成以电平UB(10V)位基准的输出信号UO1

2.电平移动的目的：使运算放大器工作在允许的共模输入电压范围内。

Q 分析PD电路在“断”的位置，通过电阻引到n分之一UO1目的是P23 A 在“断”的位置，运放的同向端电压为n分之一UO1，电容CD通过电阻R1接至n分之一UO1，CD被充电。因为输入信号为阶跃信号，所以不能直接加在电容CD两端，加入R1起到保护作用。

Q 分析实际PI电路在基型控制器当中有积分饱和P26

A 正常工作时，电容电压恒等于输出电压，但在饱和状态，输出电压已被限制住，而输入电压依然存在，并会通过RI向电容继续充电（或放电），所以电容电压将继续增加（或减小），这时电容电压不等于输出电压，导致运放的同向端电压和反向端电压不相等，这一现象称为积分饱和。

输出电路不做要求

Q 分析软手操、硬手操电路分析简化电路

重点自动软手操硬手操互相之间切换的电路哪些无需预平衡即可无扰动哪些需要预平衡才能无扰动原因是什么P30

A 自动→硬手操软手操→硬手操需要预平衡才能无扰动，若不事先平衡，

则会导致输出电压发生变化，对生产过程有扰动。