模拟式控制器优秀课件
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模拟式控制器
将变速器送来的1-5V.DC的测量信号，与1-5V.DC的给 定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号 进行PID运算，输出4-20mA.DC信号，传递给执行器， 实现对过程参数的自动控制。
5.3 DDZ—Ⅲ型电动控制器的组成与操作 Ⅲ
图4-3-13 DTL-3110型调节器正面图 1—自动-软手动-硬手动切换开关；2—双针垂直指示器；3—内给定设定轮； 4—输出指示器；5—硬手动操作杆；6—软手动操作板键；7—外给定指示 灯；8—阀位指示器；9—输出记录指示；10—位号牌；11—输入检测插孔； 12—手动输出插孔
13
5.3 模拟式控制仪表
（3）Ⅲ型仪表统一由电源箱供给24V DC电源，并有蓄电 型仪表统一由电源箱供给24V DC电源 电源， 池作为备用电源。 池作为备用电源。
优点
各单元省掉了电源变压器，没有工频电源进入 单元仪表，既解决了仪表发热问题，又为仪表的 防爆提供了有利条件。 在工频电源停电时备用电源投入，整套仪表在 一定时间内仍可照常工作，继续进行监视控制作 用，有利于安全停车。
12
5.3 模拟式控制仪表
（2）广泛采用集成电路，可靠性提高，维修工作量减少。 广泛采用集成电路，可靠性提高，维修工作量减少。
优点
由于集成运算放大器均为差分放大器，且输入 对称性好，漂移小，仪表的稳定性得到提高。 由于集成运算放大器有高增益，因而开环放大 倍数很高，这使仪表的精度得到提高。 由于采用了集成电路，焊点少，强度高，大大 提高了仪表的可靠性。
15
DDZ－II型仪表 － 型仪表 调节器） （包括调节器） 包括调节器
DDZ一III型仪表 一 型仪表 调节器） （包括调节器） 包括调节器
III型仪表优点 型仪表优点
数字控制器的模拟化设计共26页PPT
数字控制器的模拟化设计
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
pid控制PPT课件
k
Kpe(k)Ki e(j)Kde(k)e(k1) j0
式中，u(k)为第k次采样时刻的控制器的输出值； e (k-1)和e (k)分别为第(k-1)次和第k次采样时刻的偏差值。
只要采样周期T足够小，数字PID控制与模拟PID控制就会十分
精确的接近。
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12
1.2.2 增量式PID控制算法
e(k )
0 e(k )
e(k) e0 e(k) e0
式中，e(k)为位置跟踪偏差，e0是一个可调参数，其 具体数值可根据实际控制对象由实验确定。若e0值 太小，会使控制动作过于频繁，达不到稳定被控对象
的目的；若e0太大，则系统将产生较大的滞后。
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35
1.2.9 带死区的PID控制算法
1.1 PID控制原理
闭环控制系统原理框图
图中所示为控制系统的一般形式。被控量y(t)的检测值c(t)与给定值r(t) 进行比较，形成偏差值e(t)，控制器以e(t)为输入，按一定的控制规律 形成控制量u(t)，通过u(t)对被控对象进行控制，最终使得被控量y(t)运 行在与给定值r(t) 对应的某个非电量值上。
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1
1.1 PID控制原理
模拟PID控制系统原理框图
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2
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3
1.1 PID控制原理
PID控制器各环节的作用如下：
（1）比例环节的数学式表示是:
Kp e(t)
在模拟PID控制器中，比例环节的作用是对偏差量e(t)瞬间 作出反应, 产生相应的控制量u(t)，使减少偏差e(t)向减小的 方向变化。控制作用的强弱取决于比例系数Kp， Kp越大， 控制作用越强，则过渡过程越快，控制过程的静态偏差ess 也就越小,但是Kp越大，也越容易产生振荡，增加系统的超 调量，系统的稳定性会变差。
模拟式控制器PPT课件
第13页/共58页
➢ PD运算规律
具有比例微分控制规律的控制器称为PD控制器。对PID控 制器而言，当积分时间TI→∞时，控制器呈PD控制特性。
1. 理想PD控制器的特性
y
KP
(
TD
d
dt
)
或 W (s) KP (1 TDs)
微分作用是根据偏差变化速度进行控制的，有超前控制之 称。在温度、成分等控制系统中，往往引入微分作用，以 改善控制过程的动态特性。不过，在偏差恒定不变时，微 分作用输出为零，故微分作用也不能单独使用。
KI
y() y(0)
当积分增益KI为无穷大时，可以证明实际PI控制器 的输出就相当于理想输出。实际上，PI控制器的KI 一般都比较大，可以认为实际PI控制器的特性是接 近于理想PI控制器特性的。
第12页/共58页
✓ 控制点偏差和控制精度
当控制器的输出稳定在某一值时，测量值与给定值之间 存在的偏差通常称为控制点偏差。当控制器的输出变化 为满刻度时，控制点的偏差达最大，其值可以表示为：
达到相同的输出值时，微分作 用比单纯比例作用提前的时间 就是微分时间TD。
第15页/共58页
2. 实际PD控制器的特性 ε
实际PD控制器的传递函数为：
W
(s)
KP
1 TDs 1 TD s
KD
0
t
∆
✓ 阶跃响应特性
KP KyD
在阶跃偏差信号作用下，实
yD KP (KD 1)
际PD控制器的输出为：
KD t
积分作用一般不单独使用，而是和比例作用组合起来构成PI 控制器。由于积分输出是随时间积累而逐渐增大的，故控制 作用缓慢，造成控制不及时，使系统稳定裕度下降。
➢ PD运算规律
具有比例微分控制规律的控制器称为PD控制器。对PID控 制器而言，当积分时间TI→∞时，控制器呈PD控制特性。
1. 理想PD控制器的特性
y
KP
(
TD
d
dt
)
或 W (s) KP (1 TDs)
微分作用是根据偏差变化速度进行控制的，有超前控制之 称。在温度、成分等控制系统中，往往引入微分作用，以 改善控制过程的动态特性。不过，在偏差恒定不变时，微 分作用输出为零，故微分作用也不能单独使用。
KI
y() y(0)
当积分增益KI为无穷大时，可以证明实际PI控制器 的输出就相当于理想输出。实际上，PI控制器的KI 一般都比较大，可以认为实际PI控制器的特性是接 近于理想PI控制器特性的。
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✓ 控制点偏差和控制精度
当控制器的输出稳定在某一值时，测量值与给定值之间 存在的偏差通常称为控制点偏差。当控制器的输出变化 为满刻度时，控制点的偏差达最大，其值可以表示为：
达到相同的输出值时，微分作 用比单纯比例作用提前的时间 就是微分时间TD。
第15页/共58页
2. 实际PD控制器的特性 ε
实际PD控制器的传递函数为：
W
(s)
KP
1 TDs 1 TD s
KD
0
t
∆
✓ 阶跃响应特性
KP KyD
在阶跃偏差信号作用下，实
yD KP (KD 1)
际PD控制器的输出为：
KD t
积分作用一般不单独使用，而是和比例作用组合起来构成PI 控制器。由于积分输出是随时间积累而逐渐增大的，故控制 作用缓慢，造成控制不及时，使系统稳定裕度下降。
第十章 控制器PPT课件
手动操作
可以调整手操拨盘或者手操扳键来改变调节器的输出
无扰动切换
手自动切换时都希望不给控制系统带来扰动，即调节器的 输出信号不发生突变（即必须要求无扰动切换）
二、DDZ-Ⅲ型电动调节器
1、电动Ⅲ型仪表的特点
（1）采用国际电工委员会（IEC）推荐的统一标准 信号。
优点 ➢ 电气零点不是从零开始，且不与机械零点重合， 这不但利用了晶体管的线性段，而且容易识别断电、 断线等故障。
4-A/M/H切换 5－阀位表 6－软手动操作扳键 7－双针全刻度指示表
结构尺寸
电源 防爆 输出信号 输入信号
DDZ－II型仪表 （包括调节器）
220VAC 隔离防爆
0~10mA
0~10mA
DDZ一III型仪表 （包括调节器）
24VDC集中供电
本安型防爆 （安全火花型）
4~20mA
4~20mA 1~5V
手自动切换 其它
预平衡
无平衡、无扰动
·正反作用切换（操作点：调节器内部） ·PID参数设置（操作点：调节器内部）
·…………
“自 动”“软手动”切换是双向无平衡无扰动 “硬手动”“软手动”切换是无平衡无扰动 “硬手动”“自 动”切换是无平衡无扰动 “软手动”“硬手动”切换是预平衡无扰动 “自 动”“硬手动”切换是预平衡无扰动
2.积分控制
控制规律
特点 控制器参数
控制过程缓 慢
可消除 余差
积分时间
积分时间 越短，控 制作用越 强，积分 作用太强 引起振荡。
3.微分控制
控制规律
特点 控制器参数
有超前控 制的作用
对滞后 大的对 象有很 好的效 果，使 控制过 微程分的时动 间偏越差长减， 控小制作 用越强， 微分作 用太强 引起振 荡。
模拟式控制器.ppt
§3 模拟式控制器
一、模拟式控制器基本结构
➢ 比较环节：控制器中首先要进行测量值与 设定值的比较，电动控制器中比较环节是在 输入电路中进行电压或电流信号比较。 ➢反馈环节：控制器PID控制规律是通过反馈 环节进行的。在电动控制器中输出信号通过 电阻与电容构成的无源网络反馈到输入端。 ➢放大器：是一个稳态增益很大的比例环节。 在电动控制器中可采用高增益的集成运放。
二、DDZ-Ⅲ型电动单元控制器
是常用的一种模拟控制器，以来自变 送器的标准1~5V直流信号作输入，与1~5V 直流设定值比较得到偏差，进行PID运算后 输出1~5V或4~20mA信号。
特点：
➢ 采用高增益、高阻抗线性集成电路组件， 提高了仪表的精度、稳定性和可靠性，降低 了功耗。 ➢在基型控制器的基础上可增加各种功能， 如非线性控制器可解决严重非线性过程的控 制，前馈控制器可以解决大扰动及大滞后过 程的控制，还可增加偏差报警、输出双向限 幅及其它功能。
中
断
处 理
输入处理和运算控制
程பைடு நூலகம்
序
通讯处理
运行状态控制
调电处理
图7－23 数字式控制器系统程序组成
监控程序
➢系统程序初始化 设置初始参数：如定时、计算数值，各 个变量初始值和状态
➢键盘、显示管理 识别键码，确定键处理程序的走向和显 示格式
➢中断管理 识别中断源，比较它们的优先级，以便 做出中断响应
➢自诊断程序 采用巡回检测方式检查控制器各部件是 否正常，若发生异常，则显示异常标志， 发出报警并作相应的动作。
➢控制器的“正”“反”开关不能随意选择， 要根据工艺要求及控制阀的气开、气关情 况来定，保证系统为负反馈。如图7－21的 分析。
图7－21 液位控制系统
一、模拟式控制器基本结构
➢ 比较环节：控制器中首先要进行测量值与 设定值的比较，电动控制器中比较环节是在 输入电路中进行电压或电流信号比较。 ➢反馈环节：控制器PID控制规律是通过反馈 环节进行的。在电动控制器中输出信号通过 电阻与电容构成的无源网络反馈到输入端。 ➢放大器：是一个稳态增益很大的比例环节。 在电动控制器中可采用高增益的集成运放。
二、DDZ-Ⅲ型电动单元控制器
是常用的一种模拟控制器，以来自变 送器的标准1~5V直流信号作输入，与1~5V 直流设定值比较得到偏差，进行PID运算后 输出1~5V或4~20mA信号。
特点：
➢ 采用高增益、高阻抗线性集成电路组件， 提高了仪表的精度、稳定性和可靠性，降低 了功耗。 ➢在基型控制器的基础上可增加各种功能， 如非线性控制器可解决严重非线性过程的控 制，前馈控制器可以解决大扰动及大滞后过 程的控制，还可增加偏差报警、输出双向限 幅及其它功能。
中
断
处 理
输入处理和运算控制
程பைடு நூலகம்
序
通讯处理
运行状态控制
调电处理
图7－23 数字式控制器系统程序组成
监控程序
➢系统程序初始化 设置初始参数：如定时、计算数值，各 个变量初始值和状态
➢键盘、显示管理 识别键码，确定键处理程序的走向和显 示格式
➢中断管理 识别中断源，比较它们的优先级，以便 做出中断响应
➢自诊断程序 采用巡回检测方式检查控制器各部件是 否正常，若发生异常，则显示异常标志， 发出报警并作相应的动作。
➢控制器的“正”“反”开关不能随意选择， 要根据工艺要求及控制阀的气开、气关情 况来定，保证系统为负反馈。如图7－21的 分析。
图7－21 液位控制系统
第1章模拟式控制器优秀PPT
P控制器一般用于干扰较小，允 许有余差的系统中。
0
t
余差是否可以为0？
∆y
比例度是否越小越好？
K Pε
例：4~20mA 比例调节器，输
入从4 ~8mA DC变化，输出从
0
t
4 ~14mA DC变化， δ =？
图1-4 P控制器的阶跃响应特性
1.1
控制器的运算规律和构成方式
给定
XR
扰动 q
ε
Y
P控制器 电动调节阀
当t 0时，（ y 0）KPKD
当t 时，（ y ）KPKI
1.1
控制器的运算规律和构成方式
✓ 阶跃响应特性
Δy
使被调参量既快又稳 且无余差到设定值。
KPKDε
θ KPKIε
KPFε
T1F
t t
图1-10 实际PID控制器的阶跃响应特性
1.1
控制器的运算规律和构成方式
总结：P、PI、PD、PID控制规律特点，参数确定，时域 和复域表达式，响应曲线，应用场合。
控制器的运算规律和构成方式
例：
∆y
y(0)1KP1 0.1KPKD
求KD D TD
y(0) y(0)
0 D
KD
y()
KP
10
0.6K 3P(KD1)
K P
t
yD(D)KP(KD1)e1 0.90.37 基准
yPD(D)KPKP(KD1)e1 0.43
TDKDD
1.1
控制器的运算规律和构成方式
4）PID运算规律
1.1
控制器的运算规律和构成方式
一、概述 1、运算规律： 输出信号∆y随输入信号ε的变化规律。
2、运算规律种类
0
t
余差是否可以为0？
∆y
比例度是否越小越好？
K Pε
例：4~20mA 比例调节器，输
入从4 ~8mA DC变化，输出从
0
t
4 ~14mA DC变化， δ =？
图1-4 P控制器的阶跃响应特性
1.1
控制器的运算规律和构成方式
给定
XR
扰动 q
ε
Y
P控制器 电动调节阀
当t 0时，（ y 0）KPKD
当t 时，（ y ）KPKI
1.1
控制器的运算规律和构成方式
✓ 阶跃响应特性
Δy
使被调参量既快又稳 且无余差到设定值。
KPKDε
θ KPKIε
KPFε
T1F
t t
图1-10 实际PID控制器的阶跃响应特性
1.1
控制器的运算规律和构成方式
总结：P、PI、PD、PID控制规律特点，参数确定，时域 和复域表达式，响应曲线，应用场合。
控制器的运算规律和构成方式
例：
∆y
y(0)1KP1 0.1KPKD
求KD D TD
y(0) y(0)
0 D
KD
y()
KP
10
0.6K 3P(KD1)
K P
t
yD(D)KP(KD1)e1 0.90.37 基准
yPD(D)KPKP(KD1)e1 0.43
TDKDD
1.1
控制器的运算规律和构成方式
4）PID运算规律
1.1
控制器的运算规律和构成方式
一、概述 1、运算规律： 输出信号∆y随输入信号ε的变化规律。
2、运算规律种类
第三章模拟式控制器.ppt
系数极性相乘必须为负值（构成负反馈的条件）。
单回路系统注意事项：
1、被调量的选择 2、控制量（调节量）的选择
3、控制通道和扰动通道 4、影响控制系统控制质量的主要因素：控制器和对象特性。
控制系统组成：
调节单元
执行单元
显示单元
调节量 被控对象
给定单元
变送单元 被调量
1、变送器
变送器将各种被测参数如温度、压力、流量、液位等物 理量转换为0～10mA或4～20mA的直流标准信号，并传送到 各指示、调节装置，以实现对生产过程的自动检测和控制。
则，单回路等效图为
r +
e WT* (s)
-
等效调节器
λ(扰动)
W0* (s)
Vm
广义对象
确定广义对象与等效调节器的原则：阶跃输入与响应
输出之间的所有环节的串联视为广义对象。剩下所有环节 的串联称为等效调节器。
调节器的正反作用
调节器有正作用和反作用，单回路控制系统中调节器的正 反作用方式选择的目的是使闭环系统在信号关系上形成负反馈。
简单 中 中
较复杂 大 狭
简单 防火防爆
较小 低
复杂 小 小
简单 小 宽
复杂 隔爆型才防火防爆
较大 高
简单 大 大
复杂 小 狭
简单 要注意火花
较大 高
3、调节器
典型的调节组件SAMA图如下图所示：
测量值
给定值
Δ
K∫
T
主要功能： ➢求测量值PV与给定值SP的偏差
➢对偏差进行比例积分运算 ➢ 手、自动切换功能 ➢ 输出信号限幅功能
t
edt
0
KP
e
KI KP
t
单回路系统注意事项：
1、被调量的选择 2、控制量（调节量）的选择
3、控制通道和扰动通道 4、影响控制系统控制质量的主要因素：控制器和对象特性。
控制系统组成：
调节单元
执行单元
显示单元
调节量 被控对象
给定单元
变送单元 被调量
1、变送器
变送器将各种被测参数如温度、压力、流量、液位等物 理量转换为0～10mA或4～20mA的直流标准信号，并传送到 各指示、调节装置，以实现对生产过程的自动检测和控制。
则，单回路等效图为
r +
e WT* (s)
-
等效调节器
λ(扰动)
W0* (s)
Vm
广义对象
确定广义对象与等效调节器的原则：阶跃输入与响应
输出之间的所有环节的串联视为广义对象。剩下所有环节 的串联称为等效调节器。
调节器的正反作用
调节器有正作用和反作用，单回路控制系统中调节器的正 反作用方式选择的目的是使闭环系统在信号关系上形成负反馈。
简单 中 中
较复杂 大 狭
简单 防火防爆
较小 低
复杂 小 小
简单 小 宽
复杂 隔爆型才防火防爆
较大 高
简单 大 大
复杂 小 狭
简单 要注意火花
较大 高
3、调节器
典型的调节组件SAMA图如下图所示：
测量值
给定值
Δ
K∫
T
主要功能： ➢求测量值PV与给定值SP的偏差
➢对偏差进行比例积分运算 ➢ 手、自动切换功能 ➢ 输出信号限幅功能
t
edt
0
KP
e
KI KP
t
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TI
ε
在阶跃正偏差信号加入的瞬间，输出突跳
至某一值，这是比例作用（ KP ）；以后随
时间不断增加，为积分作用（ KP t ）。若
0
TI
t 取积分作用的输出等于比例作用的输
Δy
出 yI yP ，即 KP KP t ， 可得 TI t 。
TI
yI yp ——这就是定义和测定积分时间的依据。
Kp
t
δ越小，系统控制越强，但并不
是δ越小越好。δ减小将使系统稳
Kpε
定性变差，容易产生振荡。
0
t ⑶ P控制器一般用于干扰较小，允
许有余差的系统中。
控制器的运算规律和构成方式
㈢ 比例积分（PI）运算规律 具有比例积分控制规律的控制器称为PI控制器。对PID控 制器而言，当微分时间TD＝0时，控制器呈PI控制特性。
控制器 p 控制阀 q 被控对象 被控变量
-
z
测量值
y
测量变送
模拟控制器
第一节 控制器的运算规律和 构成方式
控制器的运算规律和构成方式
一、概述
在单回路控制系统中，由于扰动 作用使被控变量偏离给定值，从 而产生偏差ε＝ xi－xs。
偏差
给定值
ε
xs
-
测量值 xi
控制器
控制器输出
y
控制器的运算规律就是指控制器的输出信号与输入偏差
此时，比例度可表示为
1
100%
KP
可见，δ与KP成反比。δ愈小，KP愈大，比例作用就愈强。
2. P控制特性
控制器的运算规律和构成方式
在阶跃信号作用下，P控制器的输出响应特性如图所示。输 出幅度的大小取决于Kp（或δ）值。
⑴ P控制的特点：反应快，控制及
ε
时，但系统有余差。
0
Δy
⑵ 比例度与系统稳定性的关系:
1. 理想PI控制器的特性
控制器的运算规律和构成方式
积分增益 KI 时的PI控制器为理想PI控制器，其表达式为：
1t
y KP( dt) TI 0
或
Y (s)
1
WPI(s)
KP(1 )
E(s)
TIs
控制器的输出Δy可表示为比例作用的输出Δyp与积分作用 的输出Δyi之和 y yP yI
式中
yP
KP
，yI
KP TI
t
dt
0
。
积分作用能消除余差：积分输出项表明，只要偏差存在，积分 作用的输出就会随时间不断变化，直到偏差消除，控制器的输 出才稳定下来。上式还表明，积分作用输出变化的快慢与输入 偏差ε的大小成正比，而与积分时间TI成反比。TI愈短，积分 速度愈快，积分作用就愈强。
控制器的运算规律和构成方式
实际PID控制器
传递函数的表示形式
W
(s)
Y (s) E(s)
KPF
1 1
1FTI 1s NhomakorabeaTD s F TD s
KITI s KD
F ——控制器变量之间的相互干扰系数，可表示为 F 1 TD
TI
KpF ——考虑相互干扰系数后的实际比例增益
FTI ——考虑相互干扰系数后的实际积分时间 TD ——考虑相互干扰系数后的实际微分时间 F KI ——积分增益
1. 比例度
控制器的运算规律和构成方式
在实际控制器中常用比例度（或称比例带）δ来表示比 例作用的强弱。比例度的一般表达式为：
max min y
100%
y max y min
式中 max min ——偏差变化范围；
y max y min ——输出信号变化范围。
在单元组合仪表中， max min y max y min 。
之间随时间变化的规律。在研究控制器特性时，输出信号通 常指的是变化量，而对输入偏差ε来说，其初值为零，因此ε 既是变化量，又是实际值。习惯上称ε＞0正偏差，ε＜0为负 偏差。
正作用控制器：输入信号ε增大，输出信号y也增大（或输 入信号ε减小，输出信号y也减小）；
反作用控制器：输入信号ε增大，输出信号y减小（或输入 信号ε减小，输出信号y增大）。
积分作用一般不单独使用，而是和比例作用组合起 来构成PI控制器。由于积分输出是随时间积累而逐渐增 大的，故控制作用缓慢，造成控制不及时，使系统稳定 裕度下降。
理想PI控制器的阶跃响应特性
控制器的运算规律和构成方式
在阶跃偏差信号作用下，理想PI控制器的输出随时间变化
的表达式为：
t
y KP(1 )
控制器的运算规律和构成方式
基本运算规律有比例（P）、积分（I）和微分（D） 三种，各种控制器的运算规律均是由这些基本运算规律组 合而成的。
二、PID控制器的运算规律 ㈠ PID运算规律的表示形式
控制器的运算规律和构成方式
理想PID控制器的运算规律可用下式表示：
1t
d
y KP( dt TD )
TI 0
dt
也可用传递函数表示为
W (s) Y (s) KP(1 1 TDs)
E(s)
TIs
式中 KP——控制器的比例增益； TI ——控制器的积分时间，以秒或分为单位； TD——控制器的微分时间，以秒或分为单位。
控制器的运算规律和构成方式
两点说明： ⑴ 运算规律通常是用增量形式来表示的，若用实际输出值y表
也就是说，在阶跃信号作用下，积分作用
yp Kp 的输出值变化到等于比例作用的输出值所
经历的时间就是积分时间。
0
t
2. 实际PI控制器的特性 实际PI控制器的传递函数为
控制器的运算规律和构成方式
1 1
WPI(s) KP 1
TI 1
示，则应写为
1 y KP(
t dt TD d ) y
TI 0
dt
式中 y′——控制器的输出起始值，亦即 t 0瞬间， ，0
d 0 时的输出值。
dt
⑵ 当控制器为正作用时，控制器的输出值y为： y y y
当控制器为反作用时，控制器的输出值y为： y y y
控制器的运算规律和构成方式
模拟式控制器
控制装置
第一章 模拟式控制器
控制器将来自变送器的测量值与给定值相比较后产生 的偏差进行比例 (P)、积分(I) 、微分(D) 运算，并输出 统一标准信号, 去控制执行机构的动作，以实现对温度、 压力、流量、液位及其他工艺变量的自动控制。
给定值 x 偏差 e
f 干扰作用
控制器输出
控制作用
KD ——微分增益
控制器的运算规律和构成方式
㈡ 比例（P）运算规律 具有比例控制规律的控制器称为P控制器，其输出信
号 与输入偏差之间成比例关系。对 PID控制器而言，当
积分时间 TI ，微分时间 TD 0 时，控制器呈P控制特
性。
P控制器输出与输入的关系式为：
y KP 或 WP(s) KP