2. P( 比例) 、I ( 积分) 、D( 微分) 的控制作用
( 1) 比例控制
①恒定控制的基本工作过程
如上述,变频器输出频率 fX的大小由 XT和XF的比较结果(XT-XF)来决定。
如储气罐压力 p 超过了目标值,则:
XF>XT→(XT-XF)<0→fX↓→电动机转速 nX↓→储气罐压力 p↓→直至与所要求的目标压力相符(XF≈XT)为止。
反之,如储气罐压力 p 低于目标值,则:XF<XT→(XT-XF)>0→fX↑→电动机转速 nX↑→储气罐压力 p↑→直至与所要求的目标压力相符(XF≈XT)为止。
②比较增益
为了使储气罐维持一定的压力,将变频器的输出频率及其频率给定信号保持在一定范围内是必要的。令:XG=Kp(XT-XF)式中: XG
———频率给定信号。
KP———放大倍数,也叫比例增益。
就是说,将(XT-XF)放大了 KP倍后,再作为频率给定信号,如图 11 所示。即:
(XT-XF)=XGKP
在这里,KP越大,(XT-XF)则越小,XF越接近于XT。
这种控制过程,称为比例放大环节。
显然,因为 XG不能等于 0,所以,XF只能是无限接近于 XT,却不能等于 XT。这说明,XF和 XT之间总会有一个差值,称为静差,用 ε 表示。不消说,静差值应该越小越好。
显然,比例增益(KP)越大,静差(ε)越小,如图 12(a)所示。
为了减小静差,应尽量增大比例增益,但由于系统有惯性,因此,KP太大了,当 XF随着用户用气量的变化而变化时,XG=KP(XT-XF)有可能一下子增大(或减小)了许多,使变频器的输出频率很容易超调(调过了头),于是又反过来调整,引起被控量(压力)忽大忽小,形成振荡,如图 12(b)所示。
(
2)积分与微分控制
①积分控制
为了消除系统的振荡,引入了积分环节,其目的是:a.使给定信号 XG的变化与乘积 K
P(XT-XF)对时间的积分成正比。意思是说,尽管 KP(XT-XF)一下子增大(或减小)了许多,但 XG只能在“积分时间”内逐渐地增大(或减小),从而减缓了 XG的变化速度,防止了振荡。积分时间越长,XG的变化越慢。