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
式中: 由式(1)知,调节器输入电压 |
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刚加上的瞬间,
两端电压不能突变,
=0,
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,
=-
。与此同时
充电开始积分运算,使输出电压
在比例输出的基础上,叠加按积分
增长的部分,增长的快慢取决于
=
。若
作用的时间足够长,则
将上升到调节器的最大输出电压
(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。