怎样认识被控对象的滞后和调节器微分作用？
2025年02月07日 18:25:45
来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台
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在自动控制中选择什么控制规律，是与被控对象的放大系数K（又称为静态特性）、时间常数T、滞后时间τ（又称为动态特性）特性有关。就是说要看被控对象是不是容易控制?控制起来是否迟钝?昌晖仪表建议大家根据被控对象的放大系数K、时间常数T和滞后时间τ这些特性来选择和控制方案。而且对测量元件及变送、执行机构的特性亦可用上述的三个特性参数来表示。
1、对于压力对象，大多是单容的，其时间常数不算太大、反应比较快，控制起来较容易，一般不用微分作用；相反当因压力对象太灵敏而产生振荡时、则可用反微分作用来将参数控制得平稳些。
2、对于流量对象，其大多是一段管道，容量很小、反应迅速；在生产中有的被控对象是流量，但实际被控参数是压力，如泵和空压机等。
3、对于液位对象，实质是由于物料流入与流出量不相等，即物料不平衡，通过控制来解决物料平衡问题。其变化较快、滞后较小，而时间常数与液位面积有关。
4、对于温度对象，其时间常数大，滞后现象严重（滞后与热量传递的过程有关）。
5、对于成分分析，其取样、转换过程反应较慢，反应滞后
以上五种控制系统中，各对象的特性大致如下：
1、压力对象 τ不大，T也不大；
2、流量对象 τ与T都较小，约数秒至数十秒；
3、液位对象 τ很小，T稍大；
4、温度对象 τ与T都较大，约为数分钟至数十分钟；
5、成分对象 τ与T都较大。
微分作用主要是用来克服被控对象的滞后。常用于容量滞后较大，纯滞后不太大但又不允许有余差的对象，如温度控制系统等场合。对于滞后大的系统，除采用微分作用外，在设计控制系统时还要注意到测量和传送的滞后问题，如温度测量元件的选择和安装位置；气动调节阀门的气动管线内径和长度；成分分析的转换和采样滞后等。
为了认识微分作用，先来看看手动操作过程，假设有一工艺参数在变化，操作工发现这个参数上升较快，估计很快就会有比较大的偏差，这时，操作工就会多开大阀门来克服这个预期的偏差了这种估计及提前开大阀门的超前行为，就是微分动作。微分作用就是模仿了操作工的这一操作，因此有人又称微分作用为“超前调节”。
微分作用的输出变化与微分时间和偏差变化的速度成比例，而与偏差的大小无关，偏差变化的速度越大，微分时间越长，则微分作用的输出变化越大。但要看到，微分作用主要是用来克服被控对象的惯性滞后和容量滞后，但不能克服纯滞后。
单纯的微分器具有比例和微分两个作用，且比例度恒定不变，这是无法用于生产实际的，因为比例作用的大小对控制质量的影响很大，要求比例度是可改变的，因此微分作用通常都是与比例、积分作用合用，组成比例积分微分（PID）三作用调节器。
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