33常规控制规律对过程控制质量的影响

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1、课时教学计划课程过程控制技术任课教师孟杰授课题目3.3常规控制规律对过程控制质量影响授课形式讲授讨论习题实验上机现场共2课时，总第课时授课班级08自动化1、2授课日期教学目的要求1.掌握常用的控制规律的微分方程和传递函数；2.掌握比例度5、积分时间Ti和微分时间Td对过程控制系统质量是如何影响的。重点比例度6、积分时间T1和微分时间Td对过程控制系统质量是如何影响的难点比例度§、积分时间Ti和微分时间Td对过程控制系统质量是如何影响的课堂结构及时间分配一.引入（5分钟）二新授3.3常规控制规律对过程控制质量影响（一）常规控制器

2、的控制规律（40分钟）（二）常规控制器的控制规律对过程控制质量的影响（40分钟）三.小结（3分钟）四.布置作业（2分钟）捉问集体复习多媒体讲述只介绍直接法［复习引入］a时域分析法概念及步骤b—•阶系统过渡过程指标有哪几个？含义分别是什么？C二阶系统过渡过程指标有哪几个？含义分别是什么？［教学内容］3.3常规控制规律对过程控制质量的影响一、常规控制器的控制规律1.比例控制规律具有这种控制规律的控制器，其输出p(t)与输人偏差信号c(t)之间的关系为p(t)=Kc-e(t)传递函数为G(s)二理二Kc5=—xlOO%E(s)瓦因此

3、，控制器的比例度＜5越小，则比例放大倍数Kc越大，比例控制作用也就越强；反Z,〃越大，则越小，比例控制作用也就越弱。2.比例积分控制规律具有这种控制规律的控制器，是在比例控制规律的基础上加积分控制规律，其数学表达式为P(t)=Kc-e(t)+卡fe(t)dtG(s)=需=瓦［1+右Ti越大，直线越平坦，说明积分控制作用越弱；反之，T越小，直线越陡，积分控制作用越强。因此积分时间Ti是衡量积分作用强弱的一个物理量。3.比例积分微分控制规律①微分控制规律p(t)=0•啤dt②比例微分控制规律p(t)=Kc-e(t)+Kc-Td凹d

4、t因此微分时间越大，表明微分作用越强。③比例积分微分控制规律(PID)理想的比例、积分、微分三作用控制器控制规律的数学表达式为p(t)=Kce(t)+Kc~fe(t)dt+KcTd•卑学Tj小at其传递函数为P(s)E(s)两个条件是“或”关系在幅度为A的阶跃偏差作用下，实际三作用控制器的输出信号可看作是比例输出、积分输出和微分输岀的叠加，即p（t）=Kc^A+—+A（Kd-l）e-t/（TA）二、常规控制器的控制规律对过程控制质量的影响由上述分析知道了三作用控制器的参数与规律的关系：比例度§越小，比例放大倍数Kc越大，表明比

5、例控制作用越强；积分时间Ti越小，积分输出的速度越快，表明积分控制作用越强；微分时间Td越大，微分输出保持就越长，表明微分控制作用越强。1.比例控制规律对过程控制质量的影响比例作用对过at过程的屯哨.放大««［Ke由小f大（或比例度dih大-小〉余差C大—小最大倡菱A大f小g减呆散r大f小小f大it减比＞1大一小上升时问“大••小選渐降区期T大•*小2.积分控制规律对过程控制质量的影响积分控制作用能消除余差，这是积分控制规律的觅要特点。4•比例积分微分控制规律对过程控制质量的影响PTD控制规律综合了P、I、D三种控制规律的优点

6、，具有较好的控制性能，在过程控制工程屮应用广泛，且将6、Ti、Td三参数进行最佳匹配（整定），一般情况下都能够满足控制系统质量指标的耍求。［课堂小结］1•掌握常用的控制规律的微分方程和传递函数；2.掌握比例度§、积分时间Ti和微分时间Td对过程控制系统质量是如何影响的。［布置作业］P602、3、4［课后体会］板书设计3.3常规控制规律对过程控制质量的影响一、常规控制器的控制规律1.比例控制规律p(t)二K「e(t)G(s)二畀©E(s)2.比例积分控制规律p(t)二K「e(t)+莘je(t)・dt»03.比例积分微分控制规律①

7、微分控制规律p(t)=Td•妲◎dt微分规律具有超前控制作用②比例微分控制规律p(t)=Kc-e(t)+Kc.Td^dt③比例积分微分控制规律(P1D)p(t)=Kce(t)+Kc~-fe(t)dt+K°•T。普二、常规控制器的控制规律对过程控制质量的影响1.比例控制规律对过程控制质量的彫响2.积分控制规律对过程控制质量的影响3.微分控制规律对过程控制质虽的影响4.比例积分微分控制规律对过程控制质量的影响P(s)E(s)控制变量最终将不存有余差，因而又称无差控制系统。G(s)P(s)E(s)+Tds丿