空调控制器的原理

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空调控制器的原理

2019-10-29 15:43

空调的控制又称比例调节:是一种最简单的控制方式。其控制器的输出信号与输入偏差信号成比例关系。

比例增益，又称比例系数或放大倍数，（视情况可为正或负）。

控制器的输出量u实际上是指增量，即变化量。当偏差e=0时即输出的变化量等于零，并不是控制器没有输出，此时控制器的输出等于u₀，即起始值或稳态值。

工程上习惯用比例增益的倒数来表示控制器输出与输入的比例关系，称为比例带。

比例带的物理意义是，比例控制使器执行机构作全行程变化时，被控参数的变化值或变化值对控制器输入全量程的百分比.

比例控制的特点——有差调节

系统运行过程中经常会发生负荷变化，如果采用比例控制，则在负荷扰动下的控制过程结束后，被控变量不可能与设定值绝对相等，它们之间一定有余差，即系统输出存在稳态偏差，这就是所谓的有差调节。

对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态偏差，则称为有差系统。比例控制只能减小偏差但不能完全消除偏差，是一个有差系统。其余差随着比例带的加大而加大。

比例带对控制过程的影响
为了减小余差，人们希望尽量减小比例带。然而，减小比例带就等于加大控制系统的开环增益，其结果是导致系统激烈振荡甚至不稳定。

比例带过大，意味着调节的动作幅度很小，因此被控变量的变化很平稳，甚至于没有超调，但余差很大，调节时间也很长。

减小比例带，加大了调节的运作幅度，引起被控变量来回波动，但系统可能是稳定的，余差相应减小，但比例带有一个临界值，此时系统处于稳定边界上，进一步减小比例带，系统就不稳定，出现了振荡。

积分控制的特点

积分控制的一个特点是无差调节，只要被控变量的偏差不等于零，控制器的输出就会一直变化，直到偏差完全消除。只有当e为零时，积分控制器的输出都会保持不变。然而与此同时，控制器的输出可以停在任何数个上。这就意味着被控对象在负荷扰动下的调节过程结束后，被控变量没有余差。

积分控制的另一个特点是稳定作用较差。根据奈氏稳定判据可知，对于非自衡的被控对象采用p调节时，只要加大比例带总可以使系统稳定，如果采用I调节，则不可能得到稳定的系统。

对于同一个被控对象，采用I调节时缓慢，表现在其振荡率较低。

积分速度对控制过程的影响

采用积分控制时，控制系统的开环增益与积分速度S₀成正比，因此，增大积分速度将会降低控制系统的稳定程度，直到最后出现振荡过程。

积分速度S₀越大，调节的运作越快，就越容易引起和加剧振荡。但与此同时，振荡频率将越来越高，而最大动态偏差则越来越少，被控变量最后都没有余差。

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