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以C语言和Java语言、嵌入式开发、算法实现为主

          <TD width=60 height=63><IMG height=63 alt=black7Row1xCol1.jpg 
            src="part0.files/black7Row1xCol1.jpg" width=60 border=0></TD>
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        <TR>
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        <TR>
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          <TD width=60 height=64><IMG height=64 alt=black7Row3xCol2.jpg 
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          <TD width=60 height=64><IMG height=64 alt=black7Row3xCol3.jpg 
            src="part0.files/black7Row3xCol3.jpg" width=60 
        border=0></TD></TR></TBODY></TABLE><BR><SPAN class=p9>　　　　　　过渡过程</SPAN> 
  </TD></TR>
  <TR>
    <TD class=p9 vAlign=top 
      width="50%">　　　　　　位置式控制器理想特性<BR>　　　　　　a:下限切换值<BR>　　　　　　b:上限切换值<BR>　　　　　　b-a:差隙　 
    </TD></TR>
  <TR>
    <TD class=p9 colSpan=2>
      <DIV align=center><FONT size=3>图6</FONT></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><SPAN 
class=p9>　　图６可很明显看出，操纵变量是不会把被控变量保持一定设定值上，因而持续振荡是难免的。如果温度上升速度和下降速度不同，则相同时滞<FONT 
class=p9 
size=3><B>τ</B></FONT>，其平均振荡值也会高于或低于差隙（即设定上下限值）。如控制过程存在差隙越大，控制过程的振幅也越大。为了使控制比较和缓些，采用正负三位置式控制器，即使过程存在中间区，其特性图如图７所示。</SPAN></P>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="90%" align=center border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD>
      <DIV align=center><IMG height=96 src="part0.files/black5.gif" 
      width=197><BR>图7 </DIV></TD></TR></TBODY></TABLE><SPAN class=p9><BR>　　2）比例控制器 
<BR>　　比例控制器的动作规律是控制器的输出值变化与输入偏差（即设定值与测量值的偏差）的变化成比例关系。数学关系表达为：<BR>　　　　　　　　　　　　　　Ｇ（增益 
）＝<IMG height=38 src="part0.files/fenshi1.jpg" width=104 align=absMiddle> 
<BR>　　<BR>　　有些书上用：ｍ＝ｍ<SUB>0</SUB>＋ke　表示，ｍ为控制器输出；ｍ<SUB>0</SUB>为ｅ＝ｏ时输出值；Ｋ为放大倍数，ｅ为输入偏差。其含义是相同的。<BR>　　在工业控制器，常常用比例度来衡量，其值是可调的，其含义是：当控制器输出值为全量程变化时，控制器的输入信号变化范围。因此，比例控制器的表达式为： 
<BR>　　输出值ｍ=<IMG height=33 src="part0.files/bili.jpg" width=49 
align=absMiddle>（设定值-测量值）＋偏移值（Ｂias），假设偏移值为50%，比例带为100%（G=1），当设定值等于测量值时，ｍ=50%；当设定值小于测量值10%时，ｍ=40%；当设定值大于测量值10%时，ｍ=60%．<BR>　　可见，比例控制器的品质与比例度的设定关系甚大；第二，当比例控制器重新达到稳态时，即设定值等于测量值时，还存在一个偏移值（也即余差值）不能消除。图8是单一比例控制器对测量值与设定值间偏差信号的动作关系图。<BR></SPAN>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="90%" border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD>
      <DIV align=center><BR><IMG height=69 src="part0.files/black6.gif" 
      width=205><BR>图8 </DIV></TD></TR></TBODY></TABLE><SPAN class=p9><BR></SPAN>
<BLOCKQUOTE class=p9>
  <P><FONT class=p9 
  size=3>3）比例积分（PI）控制器<BR>　　比例积分控制器是工业生产过程控制中最普遍使用的一种控制方式。由于比例控制器中的存在余差是不能消除的，要消除它，只有用人工去改变设定值使输出值改变。如采用比例积分控制器，由于它有积分作用存在，使其输出信号不仅与输入偏差e保持比例关系，还要与e对时间的积分成比例，只要测量值与设定值之间有偏差存在，输出就会一直变化，直至输入偏差e为零停止。<BR>　　图9为PI控制器的输入端加一阶跃变化的输出响应情况。</FONT></P>
  <TABLE height=183 cellSpacing=0 cellPadding=0 width="90%" border=0>
    <TBODY>
    <TR>
      <TD width="51%">
        <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="90%" align=center border=0>
          <TBODY>
          <TR>
            <TD>
              <TABLE borderColor=#000000 height=151 cellSpacing=0 cellPadding=0 
              width=250 border=0>
                <TBODY>
                <TR>
                  <TD width=124 height=75><IMG height=75 
                    alt=draw9aRow1xCol1.jpg 
                    src="part0.files/draw9aRow1xCol1.jpg" width=124 border=0></TD>
                  <TD width=126 height=75><IMG height=75 
                    alt=draw9aRow1xCol2.jpg 
                    src="part0.files/draw9aRow1xCol2.jpg" width=124 
                border=0></TD></TR>
                <TR>
                  <TD width=124 height=76><IMG height=76 
                    alt=draw9aRow2xCol1.jpg 
                    src="part0.files/draw9aRow2xCol1.jpg" width=124 border=0></TD>
                  <TD width=126 height=76><IMG height=76 
                    alt=draw9aRow2xCol2.jpg 
                    src="part0.files/draw9aRow2xCol2.jpg" width=124 
                border=0></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE>
        <DIV class=p9 align=center>（ａ）<BR></DIV></TD>
      <TD width="49%">
        <TABLE borderColor=#0 height=153 cellSpacing=0 cellPadding=0 width="90%" 
        align=center border=0>
          <TBODY>
          <TR>
            <TD height=147>
              <TABLE height=142 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=248 
                border=0><TBODY>
                <TR>
                  <TD width=124 height=71><IMG height=71 
                    alt=draw9bRow1xCol1.jpg 
                    src="part0.files/draw9bRow1xCol1.jpg" width=124 border=0></TD>
                  <TD width=124 height=71><IMG height=71 
                    alt=draw9bRow1xCol2.jpg 
                    src="part0.files/draw9bRow1xCol2.jpg" width=124 
                border=0></TD></TR>
                <TR>
                  <TD width=124 height=71><IMG height=71 
                    alt=draw9bRow2xCol1.jpg 
                    src="part0.files/draw9bRow2xCol1.jpg" width=124 border=0></TD>
                  <TD width=124 height=71><IMG height=71 
                    alt=draw9bRow2xCol2.jpg 
                    src="part0.files/draw9bRow2xCol2.jpg" width=124 
                border=0></TD></TR></TBODY></TABLE></TD></TR></TBODY></TABLE>
        <DIV class=p9 align=center>（ｂ）<BR></DIV></TD></TR>
    <TR>
      <TD colSpan=2>
        <DIV align=center>图９</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
  <P><BR>　　图9（a）为一开环系统（即输出值没有与过程相连接）纯积分作用的响应图，当输入端有一阶跃变化时，测量值偏离设定值，这时，输出值就会不停变化一直到仪表量程的零点或100%为止。除非用人工去改变设定值，重新使设定值等于测量值。<BR>　　图9（b）为开环系统比例加积分控制器，在输入端有一阶跃变化时的响应图。这时，PI控制器的输出将是P和I两个响应的组合。X1为比例控制作用，X2为积分控制作用。也可以这样说，积分时间是当e作阶跃变化时，积分控制作用时间等于比例控制作用所需的时间即X1= 
  X2。积分时间t1愈短，表示积分作用愈强。<BR>　　 
  在引入了积分作用后的PI控制器的特点就是为了消灭剩余偏差。<BR>　　　　　PI控制器的数学表达式为：</P>
  <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="70%" align=center border=0>
    <TBODY>
    <TR>
      <TD>
        <DIV align=center><IMG height=48 src="part0.files/gongshi1.jpg" 
        width=190></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>　　　　　式中：Ke为比例项输出，<BR>　　　　　　　　Ti为积分时间；<BR>　　　　　　　　<IMG 
  height=48 src="part0.files/gongshi2.jpg" width=70 align=absMiddle> 
  为积分项输出。<BR>　　PI控制器和其它事物一样，总是具有两面性，好的方面，积分作用可消除余差，当系统在受到外扰后可使测量值回到设定值上。但积分作用也会带来一些问题：积分作用是具有时间滞后性质，设输入以正弦波响应为例（见图10），<BR><BR>
  <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="70%" align=center border=0>
    <TBODY>
    <TR>
      <TD>
        <DIV align=center><IMG height=100 src="part0.files/draw10.jpg" width=200 
        border=1><BR><BR>图10 
  </DIV></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>　　它与比例控制作用比较，在相位上要落后90°，所以积分作用不利于系统稳定，容易产生振荡和超调现象。第二当控制器出现长期偏差时，会有积分饱和现象。特别是在间歇操作过程和串级控制未投入前采用单回路控制时。因为对PI控制器来说，由于偏差长期存在，积分作用会使控制器趋向上限或下限（即仪表量程的100%或0%）。假设在某一时间开始，偏差开始减小，对PI控制器的P作用来说，要求输出相应减小，但对I作用来说，由于还存在偏差，输出不能减小，而且它是起主导地位，所以仍保持在上限或下限处。一直到偏差为零，并且开始成负偏差后，控制器输出值才会降下来。所以出现积分饱和现象，会使输出值变化不及时，对于控制作用是很不利的。这时采用抗积分饱和的控制器。<BR>　　另外，积分时间设定与系统中其它单元的时滞有关。一般积分时间不能设定小于过程的纯滞后时间，如果设定值太小，控制器输出变化会快于过程的响应速度，结果导致超调或振荡现象，特别是对一些纯滞后较大的温度或成分分析仪表。在流量控制和液体的压力控制，由于对象的时间常数较小，这时可以选择快积分时间控制器。 

  <P><BR>　　　　　　<BR></P>
  <P><FONT class=p9 size=3></FONT></P></BLOCKQUOTE>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width=571 border=0>
  <TBODY>
  <TR>
    <TD width=322>
      <DIV align=right><A 
      href="http://www.imeter.com.cn/science/science/science_tech_right1.htm" 
      target=_self><FONT class=p9 color=#0000cc>下一页</FONT></A> </DIV></TD>
    <TD width=249>
      <DIV align=right><FONT class=p9></FONT></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
<HR>

<DIV align=center><BR><A 
href="http://www.imeter.com.cn/science/science/science_tech_right.htm#head" 
target=_self><FONT color=#000099 size=3>回到标题</FONT></A> </DIV></BODY></HTML>