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在受控系统具有较长延迟时间的情况下（例如功能空间与加热空间分离的炉），可通过使用 电力反馈改善两位控制器的特性。 反馈用于增加控制器的开关频率，但这会减小过程值的振幅。 此外，在动态操作中可充分 改进控制作用结果。 切换频率限制由输出级别决定。 在机械起动器（例如继电器和触点）上， 每分钟不得超过 1 到 5 次切换。 如果是下游可控硅或三端双向可控硅控制器的电压和电流 输出，则可选择超过受控系统目前限制频率的高切换频率。 使用工艺功能 715 编程和操作手册, 05/2021 PID 控制 3.1 控制原理 三位控制器 716 因为切换脉冲无法再通过受控系统的输出来确定，所以会得到与连续控制器结果类似的结果。 通过对连续控制器的输出值进行脉宽调制来生成输出值。 反馈两位控制器可用于炉子的温度控制，用于塑料、纺织品、纸张、橡胶和食品中使用的加 工机，以及用于加热和冷却设备。 三位控制器用于加热/冷却。 这些控制器使用两个切换点作为输出。 控制作用结果可通过电 子反馈结构进行优化。 此类控制器的应用领域包括供暖、低温试验箱、气候试验箱和塑料 加工机的工具加热设备。 下图显示了三位控制器的特性 y x w xSh 输出值，例如 y11 = **** 加热 y12 = 0% 加热 y21 = 0% 制冷 y22 = **** 制冷 过程值的物理量，例如，以 ° C 为单位的温度 设定值 切换点 1 与切换点 2 之间的距离 使用工艺功能 编程和操作手册, 05/2021 PID 控制 3.1 控制原理 3.1.5 对设定值变化和干扰的响应 对设定值变化的响应 过程值应尽快随设定值而变化。可通过*大限度地减小过程值的波动以及达到新设定值所需 的时间来改进对设定值变化的响应。 x 过程值 w 设定值 对干扰的响应 使用工艺功能 设定值受干扰变量影响。控制器必须在尽可能*短的时间内消除所生成的控制偏差。可通过 *大限度地减小过程值的波动以及达到新设定值所需的时间来改进对干扰的响应。 x 过程值 w 设定值 ① 影响干扰变量 717 编程和操作手册, 05/2021 PID 控制 3.1 控制原理 3.1.6 干扰变量由具有积分作用的控制器进行校正。持久不变的干扰变量不会降低控制质量，因为 控制偏差相对较稳定。由于控制偏差波动，动态干扰变量会对控制质量产生较显著的影响。 只能通过缓动的积分作用来再次消除控制偏差。 可将可测量的干扰变量包含在受控系统中。这样会显著**控制器的响应速度。 不同反馈结构中的控制响应 控制器的控制特性 控制器能否准确适应受控系统的时间相应，对于控制器准确稳定在设定值以及对干扰量做出 **响应起着决定性的作用。 反馈电路可具有比例作用 (P)、比例微分作用 (PD)、比例积分作用 (PI) 或比例积分微分作用 (PID)。 如果阶跃函数由控制偏差触发，则控制器的阶跃响应会因控制器类型而异。 718 使用工艺功能 编程和操作手册, 05/2021 PID 控制 3.1 控制原理 比例作用控制器的阶跃响应 ① 控制偏差 ② 连续控制器的输出值 ③ 脉冲控制器的输出值 比例作用控制器的等式 输出值和控制偏差成正比，即： 输出值 = 比例增益 × 控制偏差 y = GAIN × x 使用工艺功能 719 编程和操作手册, 05/2021 PID 控制 3.1 控制原理 PD 作用控制器的阶跃响应 ① 控制偏差 ② 连续控制器的输出值 ③ 脉冲控制器的输出值 TM_LAG 微分作用的延迟 PD 作用控制器的等式 以下等式适用于在一定时间范围内 PD 作用控制器的阶跃响应： 720 使用工艺功能 编程和操作手册, 05/2021 PID 控制 3.1 控制原理 t = 自控制偏差阶跃后的时间间隔 微分作用根据过程值的变化率生成输出值。 微分作用本身不适合进行控制，因为输出值仅 随过程值的阶跃而发生变化。 只要过程值保持恒定，输出值就不会再发生变化。 通过与比例作用相结合，可以改进对微分作用干扰的响应。 但无法完全校正干扰。 好的动 态响应是有好处的。 在逼近和设定值改变期间可实现获得有效衰减的非波动响应。 如果受控系统具有脉冲测量的量（例如，在压力或**控制系统中），则具有微分作用的控 制器不适用