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高精度低溫恒溫水槽的PID控制原理

更新時間:2016-05-06      點擊次數(shù):2482
     高精度低溫恒溫水槽外殼采用金屬板,控制箱直接安裝在水箱上。旁邊有冷凝水管進出水嘴兩只,水箱內(nèi)采用進口水泵作為循環(huán)動力,解決了溫水不勻的弊病,使儀器的控溫精度和水的均勻度都能達到較高的要求。本產(chǎn)品可內(nèi)外循環(huán),用乳膠管將兩只進出水管相接就可以用作內(nèi)循環(huán),取下乳膠管將兩只水管分別接于反應(yīng)釜的進出水口即可形成外循環(huán),接近控制面板的一只銅制水管為連接在泵上的出水管,另一個是入水管,連接時請注意不要接錯,以免開機時水會倒流。
    高精度低溫恒溫水槽應(yīng)用的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史,它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。
   

高精度低溫恒溫水槽的PID控制原理:

    1、比例(P)控制 :比例控制是一種zui簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。
    2、積分(I)控制 :在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng),如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小,直到等于零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。
    3、微分(D)控制 :在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān)系。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說,在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項”,它能預(yù)測誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象,比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。
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