装置1-第一章-第1节控制器的运算规律和构成方式总结

第5章
计算机的控制器部件
本章主要内容
控制器的功能组成与指令执行步骤 微程序控制器部件 组合逻辑控制器部件
1. 控制器的功能: , 控制执行指令 控制各部件协调运行，即为各部件提供控
制信号。
2. 控制器的组成：
程序计数器、指令寄存器、指令步骤标记线路 提供控制信号的部件
分类 ：
微程序的控制器 硬布线的控制器
直接用逻辑电路实现，用节拍标记指令步骤， 性能良好
可扩展性差，兼容性不好 适合实现比较精简的指令系统 较容易实现并行 常用于实现RISC
相同点
完成相同的功能 控制信号基本相同
不同点
控制信号生成部件的组成和实现方式不同 步骤标记实现方式不同 性能不同
的时序控制信号产生部件来直接给出全部的时序控制信号。送到第一 级各“与门”的输入信号是指令操作码和节拍发生器的节拍状态(可能 还有控制条件)，每个与门产生一个与项输出，相关的与项输出信号送 到第二级的 “或门” ，每个或门输出的就是一个时序控制信号。全 部的时序控制信号由许多个 “与—或”逻辑门给出。与用控制存储器 存放全部控制信号的微程序控制方案不同，这里用时序控制信号产生 部件取代了原来的控制存储器，还取消了那里的微指令寄存器线路， 把控制信号直接送到被控制的部件。
每条微指令可以包括一到多个微操作。
用多条微指令(一个微程序)解释每条指令的执行过程。
全部的微程序有机地组合在一起，被保在控制存储器中。
执行一条微指令所用的时间被称为一个微周期。
微指令的格式和内容： 下地址字段 控制命令字段
一个微周期
读与执行微指令的 并行流水技术
接 收 微 指 执行第 i条微指令 令
形成第 i+1条微指令地址 读出第 i+1条微指令

• t3~t4 H<G，e>0，水位上 升； 流入侧大于流出侧； 积分输出持续增大；
•t4时刻 回到初始水位 流入量大于流出量
积分调节特点
• 可以消除被调量的静态偏差。 • 过程中容易出现过调，引起被调量反复振荡，稳定性下降。
• Ti越小，积分作用越强，稳定性越差，动态偏差越大。 • 如果Ti过小，系统响应迟缓，调节时间加大。
• 积分调节不能单独使用，而是与比例调节配合使用，构成PI调节。
0.5,Ti
1,Wo
1 20s 1
P、I、PI效果比较（G单位阶跃扰动）
3
微分调节
微分调节：
动态方程：
Kd
de dt
传递函数： WD TDs
式中：TD为微分时间；
• TD越大，微分作用越强。 • 微分调节规律的输出与误差的变化速度成正比。
• t1时刻 流入量等于流出量 到达最高水位
• t1~t2 H>G，e<0，水位下降； 流入侧小于流出侧； 积分输出持续减小； 关小流入侧阀门；
•t2时刻 回到初始水位 流入量小于流出量
• t2~t3 H<G，e>0，水位下
降； 流入侧小于流出侧； 积分输出持续增大； 开大流入侧阀门；
• t3时刻 流入量等于流出量 到达最低水位
K1 1, R2 1; A 10 给定值单位阶跃响应
KC↑ δ↓
衰减率ψ ↓ 稳态误差ess↓ 超调量σ ↑ 振荡频率ω ↑
比例调节特点： • 动作迅速且始终方向正确。 • 比例带σ的大小影响着系统的稳定性和准确性。
• σ越大，静态偏差越大，准确性越差。 • σ越小，稳定性越差。
• 缺点：稳定后存在稳态偏差。
——控制器基本控制规律

36
第二节 简单控制系统的设计
1．被控变量与控制变量选择 (1)被控变量选择 产品水分含量精确测量困难(精度不高)，
由生产工艺可知，产品质量(水分含量)与干燥温度密切相关， 因而选干燥塔的温度为被控变量(间接参数)。
(2)控制变量选择 经分析影响干燥塔温度的主要因素有乳液
的放大系数Kf小些。 （2）对象动态特性的影响
① 控制通道时间常数的影响 控制通道的时间常数不能过大，否则会使操纵变量的
校正作用迟缓、超调量大、过渡时间长。要求对象控制通 道的时间常数T小一些，从而获得良好的控制质量。
14
第二节 简单控制系统的设计
② 控制通道纯滞后τ0的影响
控制通道的物料输送或能量传 递都需要一定的时间。这样造成 的纯滞后τO对控制质量是有影响 的。图6-10所示为纯滞后对控制 质量影响的示意图。
17
第二节 简单控制系统的设计
三、测量元件特性的影响
测量、变送装置是控制系统中获取信息的装置，也是 系统进行控制的依据。要求它能正确地、及时地反映被控 变量的状况。 1.测量元件的时间常数
测量元件，特别是测温元件，由于存在热阻和热容， 它本身具有一定的时间常数，易造成测量滞后。
图6-12 测量元件时间常数的影响
适用于
容量滞后较大、负荷变化大、控制质量要求较高的 系统，应用最普遍的是温度、成分控制系统。
27
第二节 简单控制系统的设计
注意！
目前生产的模拟式控制器一般都同时具有 比例、积分、微分三种作用。只要将其中的微 分时间TD置于０，就成了比例积分控制器，如 果同时将积分时间TI置于无穷大，便成了比例 控制器。
化工仪表及自动化
第六章 简单控制系统
内容提要
简单控制系统的机构与组成

自动控制原理知识点总结第一章1、自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。

2、被控制量：在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。

3、控制量：作为被控制量的控制指令而加给系统的输入星．也称控制输入。

4、扰动量：干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入或干扰掐入。

5、反馈：通过测量变换装置将系统或元件的输出量反送到输入端，与输入信号相比较。

反送到输入端的信号称为反馈信号。

6、负反馈：反馈信号与输人信号相减，其差为偏差信号。

7、负反馈控制原理：检测偏差用以消除偏差。

将系统的输出信号引回插入端，与输入信号相减，形成偏差信号。

然后根据偏差信号产生相应的控制作用，力图消除或减少偏差的过程。

8、自动控制系统的两种常用控制方式是开环控制和闭环控制。

9、开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。

10、闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。

主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。

11、控制系统的性能指标主要表现在：（1）、稳定性：系统的工作基础。

（2）、快速性：动态过程时间要短，振荡要轻。

（3）、准确性：稳态精度要高，误差要小。

12、实现自动控制的主要原则有：主反馈原则、补偿原则、复合控制原则。

第二章1、控制系统的数学模型有：微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性。

2、传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比3、求传递函数通常有两种方法：对系统的微分方程取拉氏变换，或化简系统的动态方框图。

对于由电阻、电感、电容元件组成的电气网络，一般采用运算阻抗的方法求传递函数。

4、结构图的变换与化简化简方框图是求传递函数的常用方法。