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      數(shù)字表PID調(diào)節(jié)作用說(shuō)明

      2012年11月28日 14:25:54人氣:3223來(lái)源:上海自動(dòng)化儀表有限公司

      數(shù)字表PID調(diào)節(jié)包括哪些內(nèi)容?什么是PID調(diào)節(jié)儀?PID調(diào)節(jié)儀廠家有哪些?比例積分微分連續(xù)調(diào)節(jié)模塊任務(wù)是按測(cè)量值和給定值的差值進(jìn)行PID運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果經(jīng)功率放大輸出0~10mA或4~20mA的直流電流,去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)過(guò)程參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

      數(shù)字表PID調(diào)節(jié)作用:包括比例(P)、積分(I)、微分(D)三種調(diào)節(jié)作用。比例作用是指調(diào)節(jié)儀表的輸出(y)與輸入偏差(xe)成比例關(guān)系,即y = Kp•xe  或傳遞函數(shù)為W(s)= Kp式中Kp——比例增益;P——比例度(或比例帶)。比例作用動(dòng)作迅速,但調(diào)節(jié)結(jié)果會(huì)造成余差。積分作用是指調(diào)節(jié)儀表的輸出與輸入偏差的積分成比例關(guān)系,即式中,TI為積分時(shí)間.由于積分作用是隨時(shí)間積累而逐漸增大的,故調(diào)節(jié)動(dòng)作緩慢,但只要偏差存在,其輸出總會(huì)不斷變化,直到消除偏差為止。所以積分作用能消除余差。微分作用是指調(diào)節(jié)儀表的輸出與輸入偏差的變化速度成比例關(guān)系式中,TD為微分時(shí)間。微分作用較比例作用更為迅速,即使偏差很小,只要出現(xiàn)變化趨勢(shì),即有調(diào)節(jié)作用輸出,故有“超前”調(diào)節(jié)之稱(chēng)。不過(guò)在偏差恒定不變時(shí),微分作用輸出為零,因此微分作用不能單獨(dú)使用。三種調(diào)節(jié)作用的階躍響應(yīng)特性.由于理想微分的輸出量過(guò)大,而作用時(shí)(a) 比例作用;(b)積分作用;(c)微分作用(實(shí)際)間又很短,故對(duì)系統(tǒng)并無(wú)好處。在工業(yè)上通常使用實(shí)際的具有微分作用的調(diào)節(jié)規(guī)律。

      數(shù)字表比較器是將輸入的測(cè)量值Vi同給定值VSP比較,得偏差e,e = Vi-VSP同時(shí)它將PID反饋電路送來(lái)的反饋電壓 Vf與e比較,然后將其差值放大20倍,送功率放大級(jí)。如果調(diào)節(jié)器是正作用,則從同相端輸入Vi,反相端輸入VSP;如果調(diào)節(jié)器是反作用,則從反相端輸入Vi,同相端輸入VSP。該級(jí)電路由于選用了高增益運(yùn)算放大器,從而使線路大大簡(jiǎn)化。其中C1與R2配合,組成動(dòng)態(tài)負(fù)反饋,以抑制輸入信號(hào)中夾帶的噪聲。C2的作用也是濾除交流干擾。

      數(shù)字表晶體管放大器與TA系列儀表調(diào)節(jié)器中的放大器相似,它能輸出較大的功率,zui后得到0~10mA或4~20mA的直流輸出電流。該放大器由晶體管BG1(NPN型)和BG2(PNP型)直接耦合組成。從BG2集電極引出的電壓信號(hào)Vcd,一方面使負(fù)載電阻RL(為800Ω時(shí))上得到0~8V的直流電壓,即流過(guò)RL的直流電流為0~10mA(當(dāng)輸出4~20mA時(shí),RL為500Ω),另一方面,該電壓信號(hào)經(jīng)PID電路反饋到比較器,以實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)規(guī)律。

      數(shù)字表PID運(yùn)算電路及調(diào)節(jié)模塊的傳遞函數(shù)該模塊的PID運(yùn)算電路同TA系列儀表調(diào)節(jié)器中的運(yùn)算電路相似。它是由微分電阻RD、微分電容CD、積分電阻RI、積分電容CI、比例度調(diào)整電阻RP以及R13、R14組成。在運(yùn)算電路中,當(dāng)放大器的放大倍數(shù)足夠大時(shí),整機(jī)的特性取決于反饋電路的特性;當(dāng)反饋電路呈比例特性時(shí),運(yùn)算電路也呈比例特性;當(dāng)反饋電路更積分特性時(shí).運(yùn)算電路則呈微分特性。而當(dāng)反饋電路呈微分特性時(shí)。運(yùn)算電路則呈積分特性。 現(xiàn)對(duì)積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD、積分增益KI、微分增益KD和干擾系數(shù)F作一說(shuō)明:積分時(shí)間TI的意義是,在階躍信號(hào)作用下,積分輸出增長(zhǎng)到與比例輸出相等時(shí)所需的時(shí)間。本模塊TI=4~8min。微分時(shí)間TD是在階躍信號(hào)作用下,微分輸出從其zui大值下降了63.2%所經(jīng)歷的時(shí)間與微分增益KD的乘積。本模塊TD=1~3min。積分增益KI的意義是在階躍信號(hào)作用下,比例積分輸出的zui終值(zui大值)與初始值(即比例輸出值)之比。微分增益KD的意義是在階躍信號(hào)作用下,比例微分輸出的初始值(zui大值)與zui終值(即比例輸出值)之比。本模塊 KD=5.5。干擾系數(shù)F使調(diào)節(jié)儀表的比例增益、微分時(shí)間、積分時(shí)間的實(shí)際值不同于計(jì)算值,而且各參數(shù)之間相互有影響。本模塊 。

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