沈阳师范大学：《计算机控制技术》课程教学课件（讲稿）第4章 常规及复杂控制技术

第4章 常规及复杂控制技术 沈阳师范大学 theng Movel try 总体介绍 第一节 rlt) 执行 被控 yt) 控制器 D/A 第二节 + 机构 对象 微型机 检测 第三节 A/D 装置 实验 学习要求

总体介绍 学习要求 第一节 第二节 第三节 实验

第4章常规及复杂控制技术沈阳师范大学总体介绍第一章绪论第三章第二章硬件设计（总线，过程第一节数字量通道，硬件总体设计）控制执行被控y(t)第二节r(0)D/A控制器对象机构第三节检测微型机A/D装置实验学习要求

总体介绍 学习要求 第一节 第二节 第三节 实验 第三章 数字量 控制 第二章 硬件设计（总线，过程 通道，硬件总体设计） 第一章 绪论

第4章常规及复杂控制技术纯阳师范大学总体介绍第一章绪论第三章第二章硬件设计（总线，过程第一节数字量通道，硬件总体设计）控制被控t)执行第二节r(t)DIA控制器机构对象第三节检测微型机A/D装置第四章实验模拟量控制学习要求第四章常规及复杂控制技术，实现对模拟量稳定性、快速性和准确性控制

总体介绍 学习要求 第一节 第二节 第三节 实验 第三章 数字量 控制 第四章 模拟量 控制 第二章 硬件设计（总线，过程 通道，硬件总体设计） 第一章 绪论 第四章 常规及复杂控制技术，实现对模拟量 稳定性、快速性和准确性控制

第4章常规及复杂控制技术沈阳师范大学总体介绍第一节4.1数字PID控制器的连续化设计技术第二节4.2串级控制技术第三节4.3前馈-反馈控制技术实验数字PID控制技术实验学习要求

总体介绍 学习要求 第一节 第二节 第三节 实验 4.1 数字PID控制器的连续化设计技术 4.2 串级控制技术 4.3 前馈-反馈控制技术 数字PID控制技术实验

第4章常规及复杂控制技术纯阳师范大学总体介绍控制器执行器对象+实际值期望值一→第一节SP检测/变送第二节给定主变量执行器主控制器副控制器副对象主对象多第三节副变量副变送器主变送器实验川学习要求

总体介绍 学习要求 第一节 第二节 第三节 实验

第4章常规及复杂控制技术沈阳师范大学总体介绍1.（4.1）了解数字PID控制技术作用：明确掌握数字PID控制器连续化设计方法，数字控制器改进方法和参第一节数整定方法：可进行实践应用。第二节2.（4.2）掌握串级PID控制技术的结构和控制原理，熟悉串级PID控制系统的设计方法。第三节3.（4.3）掌握前馈-反馈PID控制技术的结构和控制原理，熟悉前馈-反馈PID控制系统的设计方法。实验4.本章教学重点是数字PID技术。学习要求5.本章教学难点是串级控制和前馈-串级控制的控制原理

学习要求 1.（4.1）了解数字 PID 控制技术作用；明确掌握数字 PID 控制器连续化设计方法，数字控制器改进方法和参 数整定方法；可进行实践应用。 2.（4.2）掌握串级 PID 控制技术的结构和控制原理，熟 悉串级 PID 控制系统的设计方法。 3.（4.3）掌握前馈-反馈 PID 控制技术的结构和控制原 理，熟悉前馈-反馈 PID 控制系统的设计方法。 4.本章教学重点是数字 PID 技术。 5.本章教学难点是串级控制和前馈-串级控制的控制原理

4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师苑大学主要内容：4.1.1介绍PID控制技术4.1.2数字PID控制器的设计4.1.3数字PID控制器的改进4.1.4数字PID控制器的参数整定学习要求：1.（4.1.1）了解数字PID控制技术作用2.（4.1.2）掌握数字PID控制器连续化设计方法3.（4.1.3和4.1.4）掌握数字PID控制器改进方法和参数整定方法4.（4.1.2）可进行实践应用

4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 主要内容： 4.1.1 介绍PID控制技术 4.1.2 数字PID控制器的设计 4.1.3 数字PID控制器的改进 4.1.4 数字PID控制器的参数整定 学习要求： 1. (4.1.1) 了解数字 PID 控制技术作用 2. (4.1.2) 掌握数字 PID 控制器连续化设计方法 3. (4.1.3和4.1.4) 掌握数字 PID 控制器改进方法和参数整定方法 4. (4.1.2) 可进行实践应用

4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师苑大学4.1.1介绍PID控制技术：1.PID技术定义：PID控制技术比例(Proportion）控制积分(Integral)控制微分（Differential)控制总的控制思路：控制装置若水温偏低，则增大期望调节阀文水温控制输入，即增大热热水水温检测冷水流量的比值；温热→反之，若水温偏高，水则减小控制输入。冷水

4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 定义：PID控制技术 ◆比例(Proportion)控制 ◆积分(Integral)控制 ◆微分(Differential)控制 总的控制思路： 若水温偏低，则增大 控制输入，即增大热/ 冷水流量的比值； 反之，若水温偏高， 则减小控制输入。 热水 冷水 温热 水 调 节 阀 水温检测 控制装置 期望 水温 4.1.1 介绍PID控制技术：1.PID技术

4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师苑大学4.1.1介绍PID控制技术：1.PID技术※历史悠久：产生于20世纪初机械式、液动式、气动式、电子式等※优点：原理简单：（PI,D）易于实现：（编程简单）对模型依赖少，鲁棒性强：（不需要数学模型）适用面广（化工，冶金，飞行，制药，石油等）；※主导地位：在DDC、DCS、FCS中，PID控制算法占主导地位

4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 ※优点： ◆ 原理简单；（P,I,D） ◆易于实现;（编程简单） ◆ 对模型依赖少，鲁棒性强；（不需要数学模型） ◆ 适用面广（化工，冶金，飞行，制药，石油等）; ◆ . ※历史悠久： ◆ 产生于20世纪初 ◆ 机械式、液动式、气动式、电子式等 ※主导地位： ◆ 在DDC、DCS、FCS中，PID控制算法占主导地位。 4.1.1 介绍PID控制技术：1.PID技术

4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师苑大学4.1.1介绍PID控制技术：2.作用【例】管式加热炉是炼油厂经常采用的设备之一，要求是：出口温度保持恒定。具体任务是把原油加热到一定温度，以保证下道工艺的顺利进行因此，需要控制原油加热后的出口温度原料出口温度（t）管式加热燃文料原料

4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 【例】管式加热炉是炼油厂经常采用的设备之一 ，要求是：出口温度保持恒定。具体任务是把原 油加热到一定温度，以保证下道工艺的顺利进行。 因此，需要控制原油加热后的出口温度。 原料出口温度θ1(t) 原 料 θ1T 燃 料 管式加热 炉 θ1C 4.1.1 介绍PID控制技术：2.作用