比例控制
比例控制内容
参考书：黎启柏《电液比例控制与数字控制系统》比例阀开关控制与比例控制比例系统的组成指令元件、比较元件、放大器、比例阀、执行元件、反馈元件一、比例控制技术作为开关控制技术和闭环调节（伺服）技术之间的连接纽带，比例控制技术在现今的液压技术中已有其明确的含义。
比例控制技术的优点，首先在于其转换过程是可控的，设定值可无级调节，达到一定控制要求所需的液压元件较少。
其次降低了液压回路的材料消耗。
使用比例阀可方便迅速、精确地实现工作循环过程，满足切换过程要求。
通过控制切换过渡过程，可避免尖峰压力，延长机械和液压元件的寿命。
用来控制方向、流量和压力的电信号，通过比例器件直接加给执行器，这样使液压控制系统的动态性能得到改善。
那么，如何理解液压技术中比例技术的含义呢？首先用图3.1的信号流程图来加以说明：根据一个输入电信号电压值的大小，通过电放大器，将该输入电压信号（一般在0~±9V之间）转换成相应的电流信号，如10mV=1mA。
这个电流信号作为输入量被送入电磁铁，从而产生和输入信号成比例的输出量——力或位移。
该力或位移又作为输入量加给液压阀，后者产生一个与前者成比例的压力或流量。
通过这样的转换，一个输入电压信号的变化，不但能控制执行器和机械设备上工作部件的运动方向，而且可对其作用力和运动速度进行无级调节。
另外，还能对相应的时间过程，例如在一段时间内流量的变化，加速度的变化或减速度的变化等进行无级调节。
二.比例阀1.比例电磁铁比例电磁铁是电子技术与液压技术的连接环节。
比例电磁铁是一种直流行程式电磁铁，它产生一个与输入量(电流)成比例的输出量：力和位移。
按实际使用情况，电磁铁可分为：a）行程调节型电磁铁——具有模拟量形式的位移电流特性。
b）力调节型电磁铁——具有特定的力电流特性。
电磁铁能产生与输入电流成比例变化的输出位移和力。
1.1力调节型电磁铁在力调节型电磁铁中，由于在电子放大器中设置电流反馈环节，在电流设定值恒定不变而磁阻变化时，可使磁通量不变进而使电磁力保持不变。
分别说明比例积分微分控制对控制系统的作用
分别说明比例积分微分控制对控制系统的作用比例、积分和微分控制是PID控制系统中的三种基本控制方式，它们分别对控制系统起到不同的作用。
1.比例控制：比例控制是PID中最简单的一种控制方式，其控制作用仅仅依赖于偏差的大小。
比例控制器只根据偏差的大小来给出输出信号，输出信号大小正比于偏差值。
比例控制通过调节反馈信号与设定值之间的差异来实现控制目的，可以快速地响应系统的变化，但是在一些情况下可能会引起系统的振荡和过冲。
比例控制主要作用在于通过比例系数的调节来对系统的响应速度进行控制，其主要作用是调节系统响应的快慢，是一个常用的调节控制方式，能够在一定程度上满足控制的需求。
2.积分控制：积分控制是PID控制系统中的另一个重要组成部分，其控制作用主要是根据偏差的累积值来给出输出信号。
积分控制可以消除系统的稳态误差，并可以对系统的稳定性做出调节。
积分控制可以取得稳定系统的良好效果，但是在一些系统中也容易引起超调和振荡。
积分控制主要作用在于对系统的稳定性和稳态误差进行调节，可以在一定程度上提高系统的精度和性能。
3.微分控制：微分控制是PID控制系统中的最后一种控制方式，其控制作用主要是根据偏差的变化率来给出输出信号。
微分控制可以用来抑制系统的振荡和过冲，同时可以加快系统的响应速度。
微分控制可以在系统的快速响应和稳定性之间取得平衡，但是在一些系统中也容易引起震荡和不稳定。
微分控制主要作用在于对系统的响应速度和稳定性进行调节，可以在一定程度上提高系统的响应速度和抑制过冲。
综上所述，比例、积分和微分控制在PID控制系统中各有其独特的作用。
比例控制主要作用在于调节系统的响应速度，积分控制主要作用在于消除系统的稳态误差，微分控制主要作用在于抑制系统的振荡和过冲。
三者共同组成PID控制系统，可以对系统的动态特性和稳定性进行有效地控制和调节。
在实际的控制工程中，通常会根据具体的系统要求来综合考虑三种控制方式的使用，以实现最佳的控制效果。
比例控制的例子
比例控制的例子
比例控制是一种流行的控制技术，它的应用范围很广泛，可以用于自动化系统、工厂流水线、单机游戏机和电子产品等等。
它的本质是在输入和输出之间设置一个比例关系，如果输入变化，则输出也会变化。
比例控制的实现最简单的方式是使用滑动比例开关，用户可以用它来控制仪器、温度、光线或者任何可控制的系统。
例如，在温度控制中，通常会使用比例控制。
用户可以设置一个期望的温度值，例如20度，然后当实际温度低于期望温度时，输出发动机开始加热。
温度上升达到设定温度后，加热器就停止工作，系统保持在20度的稳定状态。
比例控制还有多种应用，它可以用于限流、阀门控制和流量控制等，也可以用于机器人、农业、汽车行业等。
例如，在汽车行业，比例控制用来控制节气门。
当节气门开启时，汽车的性能就会变化，作为反馈，它会自动调节汽车的节气门，调整节气门以满足期望的性能。
另外，在单机游戏机中也采用比例控制系统，此时游戏机就是一个输入/输出系统，用户可以通过游戏控制器来改变游戏的运行状态，游戏就会根据这些操作来改变游戏的状态，从而实现比例控制。
比例控制技术在很多领域都有实际应用，利用比例控制实现自动化，有效提高工作效率，也使系统更加安全和可靠。
近年来，随着电子系统技术的发展，比例控制也得到了进一步的提升，得到了更多的应用，越来越多的行业也开始用比例控制来代替人工操作，从而大大地改善了系统的可靠性和安全性，也为社会的发展和技术进步做出了
贡献。
比例控制改进措施
比例控制改进措施1. 引言比例控制是在工业生产中一种常用的控制手段，它通过调整输入和输出的比例关系来实现工艺的稳定性和性能的改进。
本文将介绍比例控制的基本原理和应用范围，并探讨比例控制的改进措施。
2. 比例控制原理比例控制是一种基于偏差与控制量之间线性关系的控制方式。
它通过调整控制器输出的比例系数来控制被控系统的行为。
比例控制器的输出与偏差成正比，通过增大或减小输出信号的比例系数，可以调整控制量对偏差的响应程度，从而实现对被控系统的控制。
比例控制的基本原理如下：•当被控变量偏离设定值时，控制器的输出也相应变化，并通过执行机构控制被控系统。
•比例控制器将偏差信号与比例系数相乘，得到控制器的输出。
•比例系数的选择需要根据被控系统的特性和控制要求来确定。
3. 比例控制的应用范围比例控制广泛应用于工业生产过程中的各个领域，包括但不限于以下几个方面：3.1 温度控制比例控制在温度控制中的应用非常常见。
通过测量和设定温度值之间的偏差，控制器可以调整加热或冷却设备的输出来控制温度的变化。
比例控制可以在许多工业领域中实现精确的温度控制，如化工、食品加工等。
3.2 液位控制液位控制是指控制液体在容器中的高度。
比例控制可以根据液位的变化与设定值之间的偏差来调整液位控制设备的输出，从而实现对液位的控制。
液位控制在化工、水处理、食品饮料等行业中具有广泛的应用。
3.3 压力控制比例控制在压力控制中也有重要的应用。
通过监测压力信号与设定值之间的差异，比例控制器可以调整执行机构的输出来控制压力的变化。
压力控制在石油化工、汽车制造等行业中扮演着重要的角色。
4. 比例控制改进措施为了提高比例控制的精度和稳定性，我们可以采取以下改进措施：4.1 优化控制器参数比例控制器中的比例系数是控制器的重要参数之一。
通过合理选择比例系数，可以使控制器对偏差的响应更加灵敏。
在实际应用中，可以通过试错法或者基于模型的优化方法来确定最优的比例系数。
比例控制的工作原理
比例控制的工作原理
比例控制是一种常见的控制方式，它通过调节输入信号与输出信号之间的比例关系，以实现对系统的稳定性和性能的控制。
以下是比例控制的工作原理：
1.设定值与反馈值：在比例控制中，首先需要设定一个目标值或期望值，即设定值。
然后，通过测量系统的反馈值，即实际值或当前状态。
2.比例放大器：比例控制器（也称为比例放大器）将设定值和反馈值进行比较，并产生一个控制误差。
控制误差是设定值与反馈值之间的差值。
3.控制增益：控制增益是比例控制的关键参数，它决定了输出信号对于控制误差的响应程度。
增益越高，输出信号对于控制误差的响应越敏感。
4.输出信号：比例控制器根据控制误差和控制增益的乘积，生成一个输出信号，该信号将用于调节系统中的执行器或作为控制系统的输入信号。
5.调节作用：输出信号将引起系统中的执行器或调节装置做出相应的调整。
这样，系统的状态将逐渐接近设定值，达到稳定的控制效果。
比例控制的关键在于控制增益的选择。
如果增益过高，可能导致系统震荡或超调；如果增益过低，可能导致系统的响应较慢或不敏感。
因此，在实际应用中，需要根据具体的系统特性和要求来选择合适的控制增益。
总结起来，比例控制通过比较设定值和反馈值之间的差异，并根据控制增益生成相应的输出信号，以实现对系统的控制和调节。
这种控制方式相对简单，广泛应用于工业控制、自动化系统和各种调节过程中。
比例控制规律
比例控制规律在自然界和人类社会中，比例控制规律无处不在。
无论是微观的原子结构还是宏观的宇宙星系，都存在着一种统一的比例控制规律。
这种规律不仅在自然科学中有着广泛的应用，而且在人文社科领域也有其重要的作用。
一、自然科学中的比例控制规律1. 黄金分割比例：黄金分割比例是自然界中最常见的比例之一。
它可以在各种生物体的形态中找到，比如植物的叶子排列、花朵的结构，以及动物的身体形态等。
黄金分割比例的特点是将整体分割成两个部分，其中较大部分与整体的比例等于较小部分与较大部分的比例。
这种比例控制规律不仅使生物体具有美感，也有助于提高生物体的适应性。
2. 斐波那契数列：斐波那契数列是一个无限序列，其中每个数字都是前两个数字之和。
这个数列在自然界中也有广泛的应用，比如植物的分枝规律、动物的骨骼结构等。
斐波那契数列的特点是随着数字的增加，相邻两个数字的比值趋近于黄金分割比例。
这种比例控制规律不仅使生物体具有优美的形态，还有助于提高其结构的稳定性。
3. 比例尺：比例尺是地图上常用的工具，用于表示地图上物体的实际长度与地图上的长度之间的比例关系。
比例尺的选择要考虑到地图的用途和精度要求。
比例尺的大小决定了地图上物体的大小和分布的显示效果。
通过合理选择比例尺，可以使地图更加直观、准确地表达地理信息。
二、人文社科中的比例控制规律1. 政治比例控制：在人类社会中，政治比例控制是一种重要的组织原则。
比如在民主选举中，各个政党的席位分配要根据其得票比例进行合理的分配。
这种比例控制规律有助于确保各个政治力量的代表性和平衡性，从而更好地实现民主决策和社会稳定。
2. 经济比例控制：在经济领域，比例控制规律也起着重要的作用。
比如在资源配置中，要根据不同产业的比例关系进行合理调整，以实现经济的均衡发展。
此外，在投资组合中，也需要根据不同资产类别的比例进行配置，以实现风险的分散和收益的最大化。
3. 文化比例控制：文化比例控制是保护和传承文化多样性的重要手段。
控制器及控制规律—比例控制(工业仪表自动化)
e xmax xmin
/
p pmax pmin
100%
02
将比例度定义式改写后得
e ( pmax pmin ) 100 %
p xmax xmin
即 1 ( pmax pmin ) 100 %
K p xmax xmin
目前仪表的量程和控制器的输 出范围都是固定的，4-20mA,令
K pmax pmin 1 xm ax xm in
δ 1 100 % Kp
02 简单水槽的比例控制系统的过渡过程
02
比例度对过渡过程的影响
比例控制存在余差。
01 02
04 03
比例度δ越小, 比例作用越强。 比例度δ越小,,系统稳定性越差。CONTENTS Nhomakorabea01
比例控制规律：其输出信号 ( 指变化量Δp) 与输入 信号 e 之间成比例关系。
p K pe （1）
e
Δp
比例控制器Kp
比例控制器
01
01
比例控制规律
简单比例控制系统示意图
a b e p
p
b a
e
K
pe
01
原因：控制器的输出与输入 同步变化。一旦有偏差出现， 马上就有相应的控制作用。
原因：由于比例控制规律其偏差的大小与阀门的开度 是一一对应的，有一个阀门开度就有一个对应的偏差 值。要克服干扰对被控变量的影响，控制器的输出必 须改变，才能使控制阀动作，既偏差e≠0。所以在比 例控制系统中，当负荷改变以后，使控制阀动作的信 号ΔP的获得是以存在偏差为代价的。
02
比例度 是指控制器输 入的变化相对值与相应的输 出变化相对值之比的百分数。
PID控制的基本原理
PID控制的基本原理1. 比例控制（Proportional Control）：比例控制是根据误差的大小来调节输出的控制量。
误差是目标值与实际值之间的差异。
比例控制的输出与误差成正比，通过增加或减少控制量来减小误差。
比例系数（kp）决定了比例控制的灵敏度，即调节输出的速度。
如果比例系数设置得过大，系统会变得不稳定；如果设置得过小，系统响应较慢。
2. 积分控制（Integral Control）：积分控制是根据误差的累积来调节输出的控制量。
它考虑了误差的历史变化，用来消除系统静态误差。
积分控制的输出正比于误差累积的积分值。
积分系数（ki）用来控制积分控制的灵敏度，它决定了调节速度和稳定性的折衷。
如果积分系数设置得过大，系统会出现超调；如果设置得过小，系统静态误差无法完全消除。
3. 微分控制（Derivative Control）：微分控制是根据误差的变化率来调节输出的控制量。
它用来抑制系统的振荡和过冲现象。
微分控制的输出与误差变化的速率成正比。
微分系数（kd）决定了微分控制的灵敏度，即对误差变化的响应程度。
如果微分系数设置得过大，系统会变得不稳定；如果设置得过小，系统对变化的响应较慢。
PID控制的基本原理是基于反馈机制。
控制器根据被控对象的实际状态与目标状态之间的误差来调节控制量，使误差逐渐减小，直到系统的输出达到设定值。
通过不断调节控制器的参数（比例系数、积分系数和微分系数），可以逐步优化系统的响应速度和稳定性。
PID控制在工业过程中广泛应用，如温度控制、压力控制、流量控制等。
它具有简单、可靠、易于实现的特点，可以适应不同的控制需求，并通过调节控制参数实现各种性能要求。
然而，PID控制器的设计和参数调节需要经验和技巧，对于复杂的非线性系统，可能需要进一步的改进和优化，如模糊PID控制、自适应PID控制等。
总之，PID控制是一种基于误差反馈的控制算法，通过比例、积分和微分三个控制器的结合，实现对被控对象的精确控制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§2 液压伺服阀
滑阀式
喷嘴挡板阀
射流管阀
§3 电液伺服系统 电气的信号处理部分、液压的功率输出部 分组成闭环控制系统。
控制精度高，响应速度快，信号处理灵活， 输出功率大。
1 电液伺服阀 电液转换元件和功率放大元件。 小功率电信号输入-大功率液压能输出。 电液伺服系统的核心。
工作原理：
应用举例
第11章
电液比例控制
一 电液比例控制系统的组成及分类 （一）组成 多应用于开环控制相同。
基本元件：
3 比例阀
比例阀由比例电磁铁和液压阀本体组成。 比例电磁铁：电液接口元件。 作用:将电控器放大后的电信号→与之成比 例的力或位移→液压放大输出
4 执行元件
液压缸或液压马达
（二）电液比例控制系统的分类 比例压力控制系统 比例流量控制系统 比例流量压力控制系统
2 电液比例阀的类型 比例压力控制阀 比例流量控制阀 比例方向控制阀 比例复合阀
三比例压力控制阀 1 直动阀
四 比例流量控制阀
液压伺服系统
随动系统，自动控制系统 特点：反应快，系统刚性大，伺服精度高。 §１ 概述 一 工作原理
液压驱动装置：四通阀＋液压缸 构成反馈，闭环控制 四通阀：转换放大元件，机械信号－液压信号 液压缸：执行元件
二 电液比例阀的组成及分类
比例阀由比例电磁铁和液压阀本体组成。 比例电磁铁：电液接口元件。 液压阀本体:功率放大级. 作用:将电控器放大后的电信号→与之成比 例的力或位移→液压阀放大驱动负载.
1 电-机械转换器结构及控制形式 比例电磁铁： 利用电磁力与弹簧力相平衡的原理实现电机械转换。 比例电磁铁类型： 力控制型：直接输出力，比例电磁铁直接 与阀芯或传力弹簧与阀芯连接。 行程控制型：阀芯另一侧放置弹簧，弹簧 为力-位移转换元件，电磁铁的输出力， 通过弹簧转换成阀芯的位移。
阀中间位置：阀口关闭，缸不动，系统静止； 阀芯xi-缸xp，液压缸跟随阀运动。
利用反馈获得偏差信号，偏差信号控制液压能源 输入到系统的能量，使减小偏差。
二 构成
三 分类 按输出量：位置、速度、力（压力）控制 按传递介质：机械液压伺服 电气液压伺服 气动液压伺服 按控制方式：节流式、容积式 节流式：伺服阀-阀控伺服系统 容积式：变量泵-泵控伺服系统