比例积分调节器

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  比例积分(PI)调节器是同时具有比例和积分运算两种作用的放大器,其电路结构和特性如下图所示。

  输出电压比例积分调节器可写成

比例积分调节器 (1)

式中:比例积分调节器=比例积分调节器/比例积分调节器--PI调节器的比例系数;

   比例积分调节器=比例积分调节器比例积分调节器--PI调节器的积分时间常数。

  由式(1)知,调节器输入电压比例积分调节器为—定值时,输出电压比例积分调节器由一跃变量和随时间线性增长的两部分组成,变化规律如图5.29b)所示。

比例积分调节器

  刚加上比例积分调节器的瞬间,比例积分调节器两端电压不能突变,比例积分调节器=0,比例积分调节器相当于短路,调节器只起比例调节的作用,输出电压有一跃变,比例积分调节器=-比例积分调节器比例积分调节器。与此同时比例积分调节器充电开始积分运算,使输出电压比例积分调节器在比例输出的基础上,叠加按积分比例积分调节器增长的部分,增长的快慢取决于比例积分调节器=比例积分调节器比例积分调节器。若比例积分调节器作用的时间足够长,则比例积分调节器将上升到调节器的最大输出电压比例积分调节器(限幅值),然后保持不变。

  PI调节器能实现比例、积分两种调节功能,既具有比例调节器较好的动态响应特性,又具有积分调节器的静态无差调节功能。只要输入有一微小信号,积分就进行,直至输出达限幅值为止;在积分过程中,输入信号突然消失(变为零),其输出还始终保持输入信号消失前的值不变。这种积累、保持特性,使积分调节器能消除控制系统的静态误差。

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