选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
在工业上所使用的调节器，习惯上而是采用比例度δ(也称比例带，在仪表上用P表示)，而不用放大倍数KP来衡量比例控制作用的强弱。
所谓比例度指调节器输入的变化与相应输出变化的百分数。比例度就是使调节器的输出变化满刻度时(也就是调节阀从全关到全开或相反)，相应的仪表指针变化占仪表测量范围的百分数，或者说使调节器输出变化满刻度时，输入偏差对应于指示刻度的百分数。
例如，一只电动比例温度调节器，温度刻度范围是50～100℃，电动调节器输出是0～10mA，当指示指针从70℃移到80℃时，调节器相应的输出电流从3mA变化到8mA，其比例度为δ=40%。
当温度变化全量程的40%时，调节器的输出从0mA变化到10mA，在这个范围内，温度的变化e和调节器的输出变化△p是成比例的。但当温度变化超过全量程的40%时，(在上例中，即温度变化超过20℃时)，调节器的输出就不能再跟着变化了，因此，调节器的输出最多只能变化100%。
调节器的比例度δ的大小与输入输出的关系如图3所示。从图3中可以看出，比例度越大，使输出变化全范围时所需的输入偏差变化区间也就越大，而比例放大作用就越弱，反之亦然。
比例度δ与放大倍数KP成反比，是互为倒数关系。调节器的比例度δ越小，它的放大倍数越大，它将偏差(调节器输入)放大的能力也越大，反之亦然。因此比例度δ和放大倍数KP一样，都是表示一个比例调节器的控制作用强弱的参数。
当干扰出现时，调节器的比例度δ不同，则控制过程的变化情况亦不同，比例度对控制过程的影响如图4所示。
由图4可见，比例度δ越大即KP越小过渡过程曲线越平稳，但静差很大。比例度越小，则过渡过程曲线越振荡。比例度过小时，就可能出现发散振荡。当比例度δ太大时，即放大倍数KP太小，在干扰产生后，调节器的输出变化很小，调节阀开度改变很小，被控变量的变化很缓慢，比例控制作用太小（如曲线6所示）。当比例度偏大时，KP偏小，在同样的偏差下，调节器输出也较大，调节阀开度改变亦较大，被控变量变化也比较灵敏，开始有些震荡，静差不大（如曲线5所示）。当比例偏小，调节阀开度改变更大，大到有点过分时，被控变量也就跟着过分地变化，再拉回来时又拉过头，结果会出现激烈的振荡(如曲线3所示)。当比例度继续减小某一数值时，系统出现等幅振荡，这时的比例度称为临界比例度δK(如曲线2所示)。
当比例度小于δK时，比例控制作用太强，在干扰产生后，被控变量将出现发散振荡(如曲线1所示)，这是很危险的。工艺生产通常要求比较平稳而静差又不太大的控制过程，如曲线4所示，因此选择合适的比例带δ，比例控制作用适当，被控变量的最大偏差和静差都不太大，过渡过程稳定得快，一般只有两个波，控制时间短。
比例控制作用虽然及时，控制作用强、但是有余差存在，被控变量不能完全回复到设定值，调节精度不高。因此比例控制只能用于干扰较小，滞后较小，而时间常数又不太小的对象。一般情况下比例度的大致范围为：压力对象30～70%，流量对象40～100%，液位对象20～80%，温度对象20～60%。有时也有例外情况。 2100433B
如果调节器的输出信号变化量与输入的偏差信号之间成比例关系，称为比例控制规律，一般用字母P表示。比例调节器的放大倍数KP是可调的，它决定了比例作用的强弱，所以比例调节器实际上可以看成一个放大倍数可调的放大器，其特性如图1所示。当放大倍数KP大于1时，比例作用为放大，而当放大倍数KP小于1时，比例作用为缩小。对应于一定的放大倍数KP，比例调节器的输入偏差大，输出变化量也大；输入偏差小，相应的输出变化也小。
图2是液位比例控制系统，被控变量是水箱的液位。0为杠杆的支点，杠杆的一端固定着浮球，另一端和调节阀的阀杆连接。浮球能随着液位的升高而升高，随液位的下降而一起下降。浮球通过有支点的杠杆带动阀芯，浮球升高阀门关小，输入流量减少；浮球下降阀门开大，流量增加。
如果原来液位稳定在图2中实线位置，进入水箱的流量和排出水箱的流量相等。当水箱的出水阀门突然开大一点，排出量就增加而使浮球下降。浮球下降将通过杠杆把进水阀门开大，使进水量增加。当进水量又等于排水量时，液位也就不再变化而重新稳定下来，达到新的稳定态；相反排水量突然减少，液位上升，进水阀门由于浮球的作用也关小，使进水量减少，直至进出量相等，液位达到新的稳定状态。
从上述分析可以看出，浮球随液位变化与进水阀门开度的变化是同时的，这说明比例作用是及时的。另外，液位一旦变化，虽经比例控制系统能达到稳定，但回不到原来的设定值。从图2看到，进水阀本身不能开大，而受浮球的控制。浮球要下降，只有在液位下降时才有可能。因此在这种情况下，液位要比原来低一高度为代价，才能换得阀门开大，使液位重新获得平衡，如图2中虚线位置。也就是说，液位新的平衡位置相对于原来设定位置有一差值(即水箱实线与虚线液位之差)，此差值称为余差，所以比例控制又称有差控制。
比例控制的优点是反应快，有偏差信号输入时。输出立刻和它成比例地变化，偏差越大，输出的控制作用越强。
PID控制原理在被控对象结构和参数不能完全掌握或得不到准确的一个数学模型，控制理论的其它技术又难适用，就需要经验和现场调试来确定，这时利用PID控制技术最好不过。利用比例、积分、微分来算出控制量而进行...
商品混凝土企业检测标准、规范、规程和试验方法目录序号类别标准名称和标准号备注1混凝土预拌混凝土 GB/T14902-20032普通混凝土配合比设计规程 JGJ55-20003普通混凝土拌合物性能试验方...
1、GB50325《民用建筑工程室内环境污染控制规范》适用范围：新建、改建和扩 建的民用建筑工程室内环境污染控制。适用对象：单独承担民用建筑工程室内空气质量检测的机构，须以...
智能楼字中空调监控系统控制规律的研究
智能楼字中空调监控系统控制规律的研究
将模糊自适应PID控制和最佳启停控制相结合应用于智能楼宇中的空调监控系统中，经研究发现运用此方法后，系统的超调小了，而且调节迅速、上升时间短，具有良好的鲁棒性和节能效果。
智能楼宇中空调监控系统控制规律的研究
智能楼宇中空调监控系统控制规律的研究
将模糊自适应PID控制和最佳启停控制相结合应用于智能楼宇中的空调监控系统中,经研究发现运用此方法后,系统的超调小了,而且调节迅速、上升时间短,具有良好的鲁棒性和节能效果。
尽管不同类型的控制器，其结构、原理各不相同，但是基本控制规律只有三个：比例（P）控制、积分（I）控制和微分（D）控制。这几种控制规律可以单独使用，但是更多场合是组合使用。如比例（P）控制、比例-积分（PI）控制、比例-积分-微分（PID）控制等。
单独的比例控制也称“有差控制”，输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系，偏差越大输出越大。实际应用中，比例度的大小应视具体情况而定，比例度太大，控制作用太弱，不利于系统克服扰动，余差太大，控制质量差，也没有什么控制作用；比例度太小，控制作用太强，容易导致系统的稳定性变差，引发振荡。
对于反应灵敏、放大能力强的被控对象，为提高系统的稳定性，应当使比例度稍小些；而对于反应迟钝，放大能力又较弱的被控对象，比例度可选大一些，以提高整个系统的灵敏度，也可以相应减小余差。
单纯的比例控制适用于扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许有一定余差存在的场合。工业生产中比例控制规律使用较为普遍。
比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。
积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关，而且还与偏差存在的时间有关。只要偏差存在，输出就会不断累积（输出值越来越大或越来越小），一直到偏差为零，累积才会停止。所以，积分控制可以消除余差。积分控制规律又称无差控制规律。
积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。积分时间越小，控制作用越强；反之，控制作用越弱。
积分控制虽然能消除余差，但它存在着控制不及时的缺点。因为积分输出的累积是渐进的，其产生的控制作用总是落后于偏差的变化，不能及时有效地克服干扰的影响，难以使控制系统稳定下来。所以，实用中一般不单独使用积分控制，而是和比例控制作用结合起来，构成比例积分控制。这样取二者之长，互相弥补，既有比例控制作用的迅速及时，又有积分控制作用消除余差的能力。因此，比例积分控制可以实现较为理想的过程控制。
比例积分控制器是目前应用最为广泛的一种控制器，多用于工业生产中液位、压力、流量等控制系统。由于引入积分作用能消除余差，弥补了纯比例控制的缺陷，获得较好的控制质量。但是积分作用的引入，会使系统稳定性变差。对于有较大惯性滞后的控制系统，要尽量避免使用。
比例积分控制对于时间滞后的被控对象使用不够理想。所谓“时间滞后”指的是：当被控对象受到扰动作用后，被控变量没有立即发生变化，而是有一个时间上的延迟，比如容量滞后，此时比例积分控制显得迟钝、不及时。为此，人们设想：能否根据偏差的变化趋势来做出相应的控制动作呢？犹如有经验的操作人员，即可根据偏差的大小来改变阀门的开度（比例作用），又可根据偏差变化的速度大小来预计将要出现的情况，提前进行过量控制，“防患于未然”。这就是具有“超前”控制作用的微分控制规律。微分控制器输出的大小取决于输入偏差变化的速度。
微分输出只与偏差的变化速度有关，而与偏差的大小以及偏差是否存在与否无关。如果偏差为一固定值，不管多大，只要不变化，则输出的变化一定为零，控制器没有任何控制作用。微分时间越大，微分输出维持的时间就越长，因此微分作用越强；反之则越弱。当微分时间为0时，就没有微分控制作用了。同理，微分时间的选取，也是需要根据实际情况来确定的。
微分控制作用的特点是：动作迅速，具有超前调节功能，可有效改善被控对象有较大时间滞后的控制品质；但是它不能消除余差，尤其是对于恒定偏差输入时，根本就没有控制作用。因此，不能单独使用微分控制规律。
比例和微分作用结合，比单纯的比例作用更快。尤其是对容量滞后大的对象，可以减小动偏差的幅度，节省控制时间，显著改善控制质量。
最为理想的控制当属比例-积分-微分控制规律。它集三者之长：既有比例作用的及时迅速，又有积分作用的消除余差能力，还有微分作用的超前控制功能。
当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作，抑制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分作用慢慢把余差克服掉。只要三个作用的控制参数选择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到较为理想的控制效果。
比例系统是一种最简单的控制系统，P（比例）控制器的输入信号成比例地反应输出信号。它的作用是调整系统的开环增益，提高系统的稳态精度，降低系统的惰性，加快响应速度。在系统校正设计中，很少单独使用比例控制规律，需要结合积分控制规律或比例控制规律一起使用。
具有比例-积分控制规律的控制器，称PI控制器，其输出信号m(t)同时成比例地反应输入信号e(t)及其积分，即
式中，Kp为可调比例系数；Ti为可调积分时间常数。
在串联校正时，PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能；而增加的负实零点则用来减小系统的阻尼程度，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。只要积分时间常数Ti足够大，PI控制器对系统稳定性的不利影响可大为减弱。在控制工程实践中，PI控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。
具有比例——微分控制规律的控制器，称为PD控制器，其输出m (t)与输入e(t)的关系如下式所示：
式中，Kp为比例系数；
PD控制器中的微分控制规律，能反应输入信号的变化趋势，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的稳定性。在串联校正时，可使系统增加一个
具有比例-积分-微分控制规律的控制器，称PID控制器。这种组合具有三种基本规律各自的特点，其运动方程为
与PI控制器相比，PID控制器除了同样具有提高系统的稳态性能的优点外，还多提供一个负实零点，从而在提高系统动态性能方面，具有更大的优越性。因此，在工业过程控制系统中，广泛使用PID控制器。PID控制器各部分参数的选择，在系统现场调试中最后确定。通常，应使I部分发生在系统频率特性的低频段，以提高系统的稳态性能；而使D部分发生在系统频率特性的中频段，以改善系统的动态性能。
PID控制器控制规律