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PID调节器的构成

时间:2013-03-13      阅读:1687

调节器是对输入信号的偏差进行PID运算,因此它应包括偏差检测和进行PID运算的两部分电路,偏差检测电路通常称为输入电路,偏差信号一般采用电压形式,所以输入信号和给定信号在输入电路内都是以电压形式进行比较,如果输入信号(或外给信号)是电流,必须通过一个精密电阻转换成相应的电压,输入电路同时还必须具备内外给定电路的切换开关正、反作用切换开关和偏差批指示(或输入、给定分别指示)等部分。PID运算是实现 调节器运算规律的关键部分,它的构成方式有以下几种1 由放大器和PID反馈电路构成PID运算电路的构成,放在器是晶体管(或集成运算放大器)等器件组成的直流变压器。PID反馈电路是由RC微分和积分环节串联组成的复合电路。DDZ-Ⅱ型调节器廖及一些基地式模拟控制仪表均采用这种组成方式。这种运算电路构成简单,但相互干扰系数较大。2 由PD和PI电路串联构成 PID运算电路的构成。PD和PI电路均由集成运算变压器和RC电路所组成,DDZ-Ⅲ型调节器采用这种组成方式。对这种电路的组成方式稍加变动,可以构成测量值微分先行的调节器,测量值经PD电路(比例增益为1)后再与给定值比较,差值送入PI电路,这样,给定值不经过微分,故在改变给定时,调节器输出不会发生大幅度的变化,从而避免了给定值扰动。 PD、PI串联运算电路的相互干扰系数F较*种运算电路要小,但由于电路串联,各级的误差将累积放大。为保证整机精度,对各部分电路的精度要求较高。3由P、I、D电路并联构成P、I、D三个运算电路并联连接,然后将它们的输出相加所构成PID电路这种运算电路的特点是,由于三个运算电路并联连接,避免了级间误差累积放大,对保证整机精度有利,同时,并联结构可消除了TI、TD变化对调节器实际整定变量的影响。4由P、I、D电路串、并联构成了消除KPTI和TD变量间的干扰,可采用串、并联混合电路,在这种电路结构中,PI与D电路并联后再与KP可变的P电路相并联。这种构成方式具有与并联方式同样的优点,它将汪存在调节器变量间的相互影响。PID运算电路的构成方式多种多样,各具特点。

1.3基型调节器
 基型调节器对来自变送器的1~5V直流电压信号与给定值相比较所产生的偏差进行PID运算,并输出4~20MA (DC)的控制信号。该调节器还具有偏差(或测量值、给定值)指示,输出指示、内外给定及软、硬手操和正、反作用切换等功能。
 本节分析全刻度指示的基型调节器,其主要性能指标为:调节精度<0.5%,测量和给定信号指示精度±1%,比例度2%~500%,积分时间0.01~25min?(分两档)。微分时间0.04~10min负载电阻250~750Ω,输出保持特性0.1%/h
 基型调节器由控制单元两部分组成,控制单元包括。输入电路、PD电路、PI电路、输出电路以及软手操和硬手操电路等,指示单元包括测量信号批示电路和给定信号指示电路。
 测量信号和内给定信号均为1~5V(DC)它们都通过各自的批示电路,由双针指示表来显示,两指示值为调节器的输入偏差。
 外给定信号为4~20mA的直流电流,通过25011的精密电阻转换成1~5V(DC)的电压信号。内外给定由开关S6来选择,在外给定时,仪表面板上的外给定指示灯亮。
 调节器的工作状态有“自动”、软手操、硬手操和保持四种由天关S1、S2进行切换。
 当调节器处于自动状态时,测量信号和给定信号在输入电路内进行比较后产生偏差,然后对此偏差进行PID运算,通过输出电路将运算电路的电压信号转换成4~20mA的直流输出电流。

 

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