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空调的微分调节原理

2020-10-30 15:35

比例控制和积分控制都是根据当时偏差的方向和大小进行调节的，不管被控制对象中输入量与输出量之间有多大的不平衡，而这个不平衡决定着此后调节量的变化趋势。如果控制器能够根据被控变量的变化速度进行控制，而不要等到其出现较大偏差后才开始调节，那么调节的效果将会更好，等于赋予了控制器某种程度的预见性。这种控制运作称为微分控制或微分调节。

微分控制器的输出与被控变量或其它偏差对时间的导数成正比。

然而单独按上述规律运作的控制器是不能工作的。因为如果被控对象的输入量与输出量只以控制器不能察觉的速度缓慢变化时，控制器将不会动作。但经过相当长时间以后，被控变量的偏差却可以积累到很大而得不到校正调节。

因此，微分控制不能单独使用，它可以和比例或比例积分结合成PD或PID控制，起辅助控制作用。微分控制是一种超前控制，用以减小误差的扩大，以降低系统调节时间。

比例积分微分控制（PID调节）

比例积分控制（PI调节）

比例积分控制是工业生产过程控制中使用最普遍的一种控制方式。

在比例控制中，存在的余差昌不能消除的。要消除它，只有用人工去改变设定值使输出值改变。采用比例积分控制，由于在积分作用存在，使控制器的输出不仅与输入的偏差e保持比例关系，不要与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，直至输入的偏差e为零停止。比例控制能迅速改变误差大小，在控制的起始阶段起主要作用。积分控制因累积特点，在控制后期起主要作用，可以提高控制精度。

比例积分控制的动作规律

比例积分控制是综合了比例控制和积分控制的优点，利用P调节快速消除干扰的影响，同时利用I调节消除余差。PI调节的动作规律是输出量与输入量及其时间积分的线性组合成比例。

积分时间对调节过程的影响很大。减小积分时间，可以减小调节过程中被控制变量的动态偏差，使调节过程加快，但却使系统稳定性降低，振荡频率升高，振荡加剧。反之，增大积分时间，可以减小调节过程的振荡，使系统较稳定，但会增大调节过程中被控变量的动态偏差，使调节过程减慢。

积分作用带来的问题与克服方法

PI控制和其他事物一样，总是具有两面性。好的一面，积分作用可消除余差，当系统在受到外扰后可全速我被控变量回到设定值上，使静态偏差为零。但积分作用也会带来一些新的问题：

积分作用是具有时间滞后性质，它与比例控制作用比较，在相位要落后90⁰，振荡也越强；降低积分作用，又会使消除余差的过程变慢，但有利于提高稳定性。

为保持控制系统的衰减率，控制器的比例带必须适当加大，积分时间不能过小。所以，PI控制必须适当牺牲系统的动态品质以换取较好的稳态性能，获得较小的静态偏差。

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