复习：
看图分析题：
1．下图为某控制系统采用I调节时，在不同的积分速度S0下的响应过程。试说明图示
箭头方向代表积分速度S0作何种改变？并总结积分速度S0改变对响应过程影响。1．答：图示箭头方向代表积分速度S0作增大改变。增大积分速度将会降低控制系统的
稳定程度，直到最后出现发散的振荡过程。积分速度愈大，调节阀的动作愈快，就愈容易引起和加剧振荡，与此同时，振荡频率将愈来愈高，最大动态偏差则愈来愈小。被调量最后都没有偏差，这是I调节器的特点。
2．下图为某控制系统采用PD调节时，不同的微分时间T D下的响应过程。试说明图示
箭头方向代表微分时间T D作何种改变？并总结微分时间T D改变对响应过程影响。2．答：图示箭头方向代表微分时间T D作减小改变。微分调节动作总是力图抑止被调量
的振荡，它有提高控制系统稳定性的作用。适度引入微分动作后，可以允许稍许减小比例带，同时保持衰减率不变。大多是PD控制系统随着微分时间增大，其稳定性提高，表现在可以减少偏差，减少短期最大偏差和提高了振荡频率。但某些特殊系统也有例外，当T D超出某一上限值后，系统反而变得不稳定了。
3. 对象的阶跃响应曲线如下图。用一阶惯性环节加纯迟延来近似对象的阶跃响应曲线，试用作图法来辨识系统的传递函数。
3. 答：
u
y y k ∆-∞=)
0()(
u(t)
y(t)
Δu
Δu
计算题
1．对某温度控制系统采用PID 调节器。在调节阀扰动量Δμ=40%时，测得温度控制对象的阶跃响应特性参数：稳定时温度变化Δθ(∞)=30℃；时间常数T=100s ；纯迟延时间τ=10s 。温度变送器量程为0～100,且温度变送器和调节器均为DDZ-Ⅲ型仪表。 ①试用动态特性参数法（Z-N 公式）选择PID 调节器参数，
②已知干扰系数F 计算公式中的α=1.73，试求调节器δ、T I 、T D 的刻度值。
1． 解：
① 采用动态特性参数法，按Z-N 公式：0.1')(2.1-=T KK c τ
计算等效调节器的等效比例增益，即：)/(%12)100
10(30/302.1)(2.11
0.1'C T K K c ︒===--τ
因为等效调节器用调节器、变送器和调节阀组成，因此：
v m c c K K K K *
'=
其中变送器转换系数：)/( 01004
20C mA K m ︒--=
调节阀的转换系数：)/(% 4200
100mA K m --=
这样调节器的比例增益实际值为：12 4
200100010042012
'*=--⨯
--==
v
m c c
K K K K 相应的比例带实际值为：%3.812
11*
*===
c K δ 调节器积分时间T I 的实际值为：(s) 200.2)(0.2*0.1*==⇒=ττ
I I T T
T T 调节器微分时间T D 的实际值为： (s) 55.0)(5.0*
0.1*==⇒=ττD D T T
T T ○
2干扰系数F 为：73.273.11)T T (1I
D
=+=+=αF 相应的比例带刻度值为：%659.22*
==δδF
调节器积分时间T I 的刻度值为：(s) 326.7*
==F
T T I I 调节器微分时间T D 的刻度值为： (s) 65.13*
==D
D FT T
2．已知对象控制通道（包括被控对象、测量变送器、调节阀组成）阶跃响应曲线数据如
12②应用稳定边界法选择PI 调节器参数δ、T I 。
2．解：
818.250
1.200341=-=k
567.0)0()4.2()0()()(11*=--=
∆y y y t y t y 727.0)
0()4.2()
0()()(22*=--=∆y y y t y t y
(sec)2.28(min)47.0)]
(1ln[)](1ln[2*1*1
2==∆--∆--=
t y t y t t T
(sec)34.35(min)589.0)]
(1ln[)](1ln[)](1ln[)](1ln[2*1*2*11*2==∆--∆-∆--∆-=t y t y t y t t y t τ
系统数学模型为：s e Ts K
s G τ-+=1
)( 频率特性为：j e j T K
j G τωωω-+=
1
)(
由式：0596.018074
.12018074.12074.120)(=⨯=⇒⨯=
︒=⇒-=--πτ
ωπτωπτωωcr cr cr cr T arctg 由式：
694.011
)(2
=⇒=+cr cr cr K T K K ω
所以：17.32.22.2==
=cr cr K δδ （2分） )(58.89285.085.0s T T cr
cr I =⨯⨯==ωπ
3．对某温度控制系统采用PID 调节器。已知：临界比例带δcr =30%，临界振荡周期T cr =40s ①试用稳定边界法选择PID 调节器参数δ、T I 、T D ；
②已知干扰系数F 计算公式中的α=1.46，试求调节器δ、T I 、T D 的刻度值。
3．解：
采用稳定边界法，可得调节器的比例带实际值为：%1.5067.1*==cr δδ 调节器积分时间T I 的实际值为：)(305.0*s T T cr I ==
调节器微分时间T D 的实际值为： )(5.7125.0*
s T T cr D
== 干扰系数F 为：46.246.11)T T (
1I
D
=+=+=αF 相应的比例带刻度值为：%246.123*==δδF
调节器积分时间T I 的刻度值为：(s) 195.12*
==F
T T I I 调节器微分时间T D 的刻度值为： (s) 45.18*
==D
D FT T
