積分時間、積分增益和積分速度有沒有區別?

2020/4/5 14:44:13 人評論 次瀏覽 分類:過程控制  文章地址:http://www.wfcycy.cn/tech/684.html

對于調節器的積分作用還可以換一種方式來理解,因為從過渡過程的平面上來看,積分就是起了一個移動比例度的作用。其工作過程結合上面所說的,再通過圖1來看看積分對比例度的影響,調節器有積分作用時,在階躍信號的作用下,調節器的輸出先跳變后再緩慢上升,直至到極限輸出值為止。輸出先跳變是由于比例的作用,緩慢地上升則是積分的影響。如果把比例的影響除去后,圖1的點線表示的就是純積分的影響了,比例積分作用同時對控制器輸出的影響就如圖中的實線所示,即積分作用相當于將比例作用慢慢地向上推移,也就是說相當于比例度向克服偏差的方向連續移動,移動的速度與積分時間成反比,只有當測量值又回到給定值,偏差為零時,積分才停止推動比例度。如果要使比例度向相反的方向移動,只有測量值越過了給定而產生反方向的偏差后,積分才開始使比例度向相反的方向移動。
積分對比例度的影響示意圖  
圖1  積分對比例度的影響示意圖


正偏差和負偏差對調節器輸出的影響如圖2所示,圖中比例度的中線對應于調節器在控制點時的輸出,在只有比例作用時輸出是一個常數,即比例度的中線不會改變。當加入積分作用后,這條中線就隨時間而改變了,改變的速度與積分時間成反比。這時調節器的輸出就是比例輸出與積分輸出之和:積分輸出就是這條改變的中心線,所以總輸出表現為以控制點為中心的一條帶子。

偏差對調節器輸出的影響  
圖2  偏差對調節器輸出的影響


但要指出的是,所謂推動或移動比例度,只是一種直觀形象的比喻,是為了表明積分和比例控制規律之間的相互關系,其目的是為了便于學習和理解積分作用。這種表示方法可能比抽象的定義和數學公式是要比較容易理解積分作用的實質。最后對積分作用作一概括:調節器的積分作用是為消除控制系統的余差而設置的:積分作用的輸出變化與輸入偏差的積分成比例,比例作用通過偏差將輸出與測量值緊緊聯系起來,而積分作用能使輸出為任何直、只有當偏差為零時才停止積分作用,這個特性能使余差消除,只要偏差存在,積分作用就會使輸出向消除余差的方向變化。
 
測定積分時間,就是給比例積分調節器輸入一階躍信號,記下輸出垂直上升的數值并用秒表開始計時,待輸出達到垂直上升部分的兩倍時,停止計時。這時秒表所記下的時間就是積分時間Ti,其過程用圖3表示如下,即取積分作用的輸出等于比例作用的輸出的一段時間就是積分時間Ti。
積分作用示意圖   
圖3  積分作用示意圖

 
由于不同產品對調節器積分時間的標注不相同,因此在現場應用中,要注意分清楚各種積分時間的刻度,如有的標為積分速度,表示成0-10等分刻度,由0到10是表示積分速度增加或減少的方向。如有的是按“分/重復”刻度,稱為積分時間,積分時間是積分速度I的倒數(Ti=1/I),積分時間長,積分速度就小,即偏差隨時間累積的速度就小。有的則用“重復次數/分”刻度,稱為積分增益。要記住的是:增加積分時間或降低積分增益,會使積分作用強度降低,減少積分時間或降低積分增益,會使積分作用強度增強。

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