[实用新型]偏差控制式抗积分饱和PID调节器

说明书

本实用新型涉及一种自动化仪表，它适用于对温度、压力、流量、液位及其他工艺参数的自动调节，尤其适用于间歇生产工艺过程的定值控制。

现有的抗饱和PID调节器为积分反馈式抗积分饱和PID调节器，它借助反馈率控制器，将PID调节器的输出值限制在某一范围内。由于反馈率控制器由调节器输出值或积分器输出值控制，当输出未达极限值时反馈率为零，此时调节器按线性PID规律运算；当输出值达极限位置时反馈率为－1，因而输出被限制在某一极限值，这可有效地防止积分器的过积分现象，并对输出限幅。但当测量值从调节器比例区外进入比例区时，由于偏差绝对值甚大，积分作用非常强，故在一般情况下，调节器的输出值需在极值或极值附近停留很久，直至偏差绝对值很小，甚至待偏差极性相反时，调节器输出才开始离开极值区域，这势必产生严重的过调现象，进而产生很大的超调量。由于这种抗饱和PID调节器存在着上述积分滞后太大的缺陷，所以难以得到普遍的推广应用。

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷，向社会提供一种新型的的抗积分饱和PID调节器。

本实用新型的任务是这样实现的：在现有的积分反馈式抗积分饱和调节器中，以积分速度控制器来取代原有的反馈率控制器。它由外壳、面板、接线端子板、输入测量电路、设定器、偏差放大器、比例微分器、比例积分器、输出电路、电源部分、转换开关及显示器（动圈仪显示或数字显示）所组成，积分速度控制器接在偏差放大器的输出端（或比例微分器的输出端）与比例积分器的输入回路之间。该积分速度控制器由具有 控制偏差超越比例限时能自动停止积分、偏差进入比例区后延时投入积分及大偏差时限速积分措施的R₅₁～R₅₈、D₅₁～D₅₅、C₅₁、W₅₁、IC₅及BG₅所组成。比例微分器和比例积分器可以由各自不同的运算放大器所组成，也可以合用一只运算放大器。输入测量电路包括电流——电压转换电路、或热电势测量电路、或电阻－电压转换电路。输出电路包括电压－电流转换器、或继电式控制电路、可控硅触发脉冲发生电路。

由于本实用新型在偏差放大器的输出端（或比例微分器的输出端）与比例积分器的输入回路间接入积分速度控制器，积分速度大小由测量值偏差控制，当偏差越限时，即测量值在调节器比例区以外，以及进入比例区后的初期积分速度均为零（即积分作用自动停止），整个调节器呈PD（比例微分、即不含积分作用）调节规律。当偏差入限时，即测量值进入比例区并延时一定时间后，调节器才进入限速积分下的PID调节规律，只有当偏差绝对值相当小时才真正投入线性PID调节规律。因而不管测量值在比例区外停留多长时间，本实用新型都具有良好的抗积分饱和与抗积分滞后功能，因而在间歇生产工艺从开车到稳定的整个过程中，不仅实现无静差调节，而且超调量也很小，从而扩大了应用范围。

图1是现有的积分反馈式抗积分饱和PID调节器方框图。

图2是偏差控制式抗积分饱和PID调节器的方框图。

图3是本实用新型的一种实施例。

图4是本实用新型的另一种实施例。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图中编号：0－测量电路；1－设定电路；2－偏差放大电路；3－比例微分（PD）电路；4－比例积分（PI）电路；5－积分速度控制电路；6－输出电路；7－显示部分电路；8－电源。

实施例1：