当前课程知识点:轮机自动化 > 第三章 调节器基本作用规律 > 第三节 > 3.3_1积分作用规律
同学们好
欢迎回到课堂
通过前面的学习
我们知道比例作用规律具有调节及时
但却存在静态偏差的特点
这使得单纯比例作用无法满足
控制精度要求高的场合
需要结合其它作用规律
如积分作用或者微分作用一起
构成比例积分或比例微分控制器
本节
我们首先介绍积分作用规律即比例积分控制器
所谓积分作用规律
是指调节器的输出与输入偏差的积分成比例
即pt等于S0乘以对et的积分
其中
S0是积分系数
从表达式可以看出
积分规律的输出取决于偏差et的大小
和偏差存在时间的长短
只要存在偏差
随时间的增加调节器输出就一直存在
直到偏差等于零
调节器输出才消失
可见积分作用规律的特点是
只要有偏差存在
调节器就会一直输出控制量驱动执行器动作
直到偏差消失为止
这就是积分作用能够消除静态偏差的根本原因
当被控量偏差刚刚出现时
此时由于偏差存在时间很短
因此采用积分作用规律的调节器输出也很小
尚无法起到消除偏差的作用
致使偏差有进一步增大的趋势
随着时间的增加和偏差的累积增大
积分作用输出越来越强
这就会造成调节器试图快速消除偏差
而输出急剧增大
驱动执行结构动作到极限位置
此时偏差仍然存在
调节器输出仍然增大
但是执行机构已经无法产生相应方向的动作
这种现象被称作积分饱和
由此可知
积分作用本身存在偏差出现前期
调节作用滞后
后期存在积分饱和问题
严重时不但无法消除偏差
甚至会导致系统振荡
这个图显示了定值控制系统中
采用比例作用和采用比例积分作用控制时
被控量的动态变化过程
曲线a为比例控制过程
曲线b是积分控制过程
图中明显可以看出
由于分作用滞后的影响
导致系统受到阶跃扰动作用的初期
调节器作用不及时而导致的最大动态偏差过大
后期由于积分输出过强
造成被控量震荡趋势加剧
系统稳定性降低
正因为积分作用存在调节滞后和积分饱和问题
在实际控制系统中
极少采用纯积分作用的调节器
而是将积分作用与比例作用相结合
形成具有比例积分作用规律的调节器
即PI调节器
下一讲我们将共同学习比例积分调节器的内容
谢谢大家的聆听
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