自动控制原理.docx

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自动控制原理

反馈控制系统的作用是把各种运行设备的参数如温度、压力、液位、黏度等控制在所希望的最佳值上。

尽管机舱中众多设备参数的种类不同，其控制系统的结构形式也不相同，但是组成这些控制系统的基本单元及其工作过程大致是相同的。

1.系统的组成及基本概念

（1）控制对象

控制对象是指所要控制的机器、设备或装置。

把所要控制的运行参数叫做被控制量。

（2）测量单元

测量单元的作用是，检测被控量的实际值，并把它转换成标准的统一信号，该信号叫被控量的测量值。

在气动控制系统中，对应被控量的满量程，其统一的标准气压信号是0.02～0.1MPa；在电动控制系统中，对应被控量的满量程。

其统一的标准电流信号是0～10mA或4～20mA，现用4～20mA居多。

（3）调节单元

调节单元是指具有各种调节作用规律的调节器把运行参数所希望控制的最佳值叫给定值，用r表示；被控量的测量值用z表示。

把被控量的测量值离开给定值的数量叫偏差值，用e表示。

显然e＝r－z。

e＞0，说明测量值低于给定值，叫正偏差；

e＜0，说明测量值大于给定值，叫负偏差；

e＝0，说明测量值等于给定值，为无偏差。

调节器首先接收测量单元送来的被控量的测量信号，并与被控量的给定值相比较得到偏差信号，再根据偏差信号的大小和方向（正偏差还是负偏差）。

依据某种调节作用规律输出一个控制信号。

对被控量施加控制作用，直到偏差等于零或接近零为止。

（4）执行机构

执行机构的输入量是调节单元输出的控制信号，执行机构的输出量是调节阀的开度。

调节单元输出的控制信号经执行机构直接改变调节阀的开度，从而可改变流入控制对象物质或能量流量，使之能符合控制对象负荷的要求，被控量会逐渐回到给定值或给定值附近，系统将会达到一个新的平衡。

在气动控制系统中，执行机构一般是气动薄膜调节阀或气动活塞式调节阀；在电动控制系统中，一般采用可逆转伺服电机或三相交流伺服电机。

由此可见，对一个完整的控制系统来说，以上四个单元在组成中是缺一不可的。

通常一般都还设有显示单元，用来指示被控量的给定值和测量值。

同时，对气动控制系统来说，应设有气源装置和定值器；对电动控制系统尚需设稳压电源等辅助装置。

2．反馈控制系统传递方框图

为了分析反馈控制系统工作过程方便起见，可把组成反馈控制系统的四个基本单元分别用一个小方框来表示，并用带箭头的信号线来表示各单位之间的信号传递关系。

这样就构成了如图1-1-1所示的反馈控制系统传递方框图。

通过传递方框图，要明确以下几个概念。

图1-1-1反馈控制系统传递方框图

（1）环节

在传递方框图中，代表实际单元的每个小方框称为一个环节。

作为一个环节必须满足两个条件：

其一是，必定有输入量和输出量，并用带箭头的信号线来表示。

其中箭头指向该环节的信号线为输入量，箭头离开该环节的信号线为输出量，在信号线上可标明输入和输出量的名称，也可以不写。

其二是，任何环节输出量的变化均取决于输入量的变化及该环节的特性；而输出量的变化不会直接影响输入量，这就是信号传递的单向性。

（2）扰动

要把控制对象看做一个环节，它的输出量是被控量。

引起被控量变化的一切因素统称为扰动或扰动量。

显然，扰动量是控制对象的输入量。

扰动量可分为两类：

一类是轮机人员无法控制的扰动，称为外部扰动；另一类是轮机人员可以控制的扰动，称为基本扰动。

在图1-1-1中，有两个信号线的箭头指向控制对象，它们分别是基本扰动（执行机构的输出，即调节阀的开度）和外部扰动（用d表示的信号线，即控制对象负荷的变化）。

从控制对象这一环节可以看出，输入信号（包括基本扰动和外部扰动）的改变，会引起输出量（水位、水温等）的改变，而输出量的变化，不会直接影响调节阀的开度和控制对象负荷的改变，这就是信号传递的单向性。

对于基本扰动来说，改变调节阀的开度，会改变流入控制对象物质或能量流量，所谓物质流量是指，调节阀开度改变后，流入控制对象的物质（水、空气等）流量直接影响被控量的变化。

（3）闭环系统

在反馈控制系统传递方框图中，前一环节的输出就是后一环节的输入。

这样，控制系统就形成一个封闭控制回路，称为闭环系统，反馈控制系统必定是闭环系统。

如果在某处把网路断并，比如在图1-1-1中的A处断开，这时系统就由闭环系统变为开环系统。

开环系统不再是反馈控制系统，也就不能对被控量进行自动控制。

运行参数自动控制系统，必定是闭环系统。

（4）反馈

在控制系统传递方框图中，符号“⊕”是比较环节（它不是一个独立环节，而是调节器中的一个组成部分，为清楚起见，单独画出）。

它随时对被控量的给定值r（旁标“＋”号）与被控量的测量值z（旁标“－”号）相比较，得到偏差值e。

e就是调节器的输入量，调节器的输出量经执行机构改变调节阀的开度，即改变流入控制对象的物质或能量流量，目的是控制备控量，而被控量的变化经测量单元又反送到调节器的输入端，这个过程叫反馈。

只有反馈才能随时对被控量的给定值和测量值进行比较，只要存在偏差，调节器就会指挥调节阀改变开度，直到测量值回到给定值使偏差e＝0为止。

这时调节器输出不再改变，调节阀的开度正好适应负荷的要求，控制系统达到一个新的平衡状态。

可见对运行参数的自动控制必须要有反馈过程，这就是把运行参数的自动控制系统称为反馈控制系统的原因。

在反馈中，有正反馈和负反馈之分。

正反馈是指经反馈能加强闭环系统输入效应，即使偏差e增大。

负反馈是指经反馈能减弱闭环系统输入效应，即使偏差e减小。

显然，按偏差控制运行参数的控制系统，必定是负反馈控制系统。

但是，在自动化仪表中，特别是在调节器中。

为实现某种作用规律和功能，常采用复杂的正、负反馈回路。

反馈控制系统按其用途、形式和特点有多种分类方法，通常有以下几种分类：

1.按所用能源分类

反馈控制系统分为气动控制系统和电动控制系统。

在气动控制系统中，用压缩空气作为能源，气源压力是0.14MPa，各种气动仪表输入和输出信号为标准的气压信号0.02～0.1MPa。

在电动控制系统中，用电能作为能源，各种电动仪表的输入和输出信号是标准的电流信号0～10mA或4～20mA。

2.按仪表的结构形式分类

按仪表结构形式可分为单元组合仪表和基地式仪表。

若组成控制系统的各个单位都分别制成一台独立的仪表，各仪表之间用标准的统一信号联系起来，叫单元组合仪表。

若把测量单元、调节单元和显示单元组装成一台仪表。

在这台仪表中，虽然仍有测量、显示和调节等功能，但在结构上，它们已是不可分割的整体，因而它们之间也不用标准信号加以联系，这种仪表叫基地式仪表。

3.按给定值的变化规律分类

按给定值变化规律控制系统可分为定值控制系统、程序控制系统和随动控制系统。

在定值控制系统中，给定值是不变的。

当系统受到扰动后，被控量的测量值会离开给定值出现偏差，控制系统的作用是逐渐消除偏差，使被控量最终回到原来的给定值上或给定值附近。

在程序控制和随动控制系统中，给定值是变化的。

控制系统的作用是，使被控量始终跟踪给定值，随给定值而变化。

两者的区别在于，程序控制系统给定值的变化是按人们事先安排好的规律进行变化的，一般给定值是一个时间的函数，

反馈控制系统的动态过程：

控制系统之所以会出现动态过程，是因为对系统施加了输入（扰动）信号。

其扰动形式是随机的，很难用一个数学表达式来精确地描述它，但可以归纳为四种扰动形式，这就是：

阶跃形式、线性形式、脉冲形式、正弦形式。

其中阶跃扰动是最严重的扰动，控制系统能把阶跃扰动控制住，对其他扰动形式也就容易控制了。

因此，在这里我们只取阶跃的输入形式来研究控制系统的动态过程。

所谓阶跃扰动是取扰动的突变形式，即在t＝0时刻（在施加扰动瞬间），扰动量突变一个值，以后这个值保持不变。

如果这个突变值是一个单位，就称为单位阶跃扰动。

阶跃扰动是基本符合实际的扰动形式。

为评定控制系统动态过程品质，要在阶跃扰动（输入）下，画出系统输出量（被控量）随时间的变化曲线。

为说明问题方便起见，我们总是把控制系统的初始平衡状态定为坐标的零点。

控制系统接受的扰动有两种情况，一种是外部扰动不变，改变给定值。

这时在调节器控制作用下，被控量将绕新的给定值振荡，最终稳定在新的给定值或给定值附近；另一种情况是给定值不变，改变外部扰动（定值控制），在调节器控制作用下，被控量将绕原给定值振荡且最终稳定下来。

由于调节器控制作用的强弱不同以及仪表调校不当或参数不匹配，会使控制系统的动态过程出现各种形式。

图1-1-3和图1-1-4分别画出了给定值不变而改变外部扰动和外部扰动不变而改变给定值的动态过程曲线。

图中曲线1是等幅振荡，曲线2是发散振荡。

控制系统这两种动态过程，被控量是不能稳定在新稳态值上的，称为不稳定系统。

一个控制系统绝对不允许是一个不稳定系统。

造成不稳定的动态过程的原因，除仪表调校或参数匹配不当之处，主要是调节器控制作用太强。

曲线3表示控制系统的动态过程最稳定，被控量没有波动地逐渐达到新稳态值。

但是，它的动态精度和稳态精度都很低，且被控量达到新稳态值所需时间很长，这是不可取的，造成这种现象的主要原因是调节器控制作用太弱。

符合求的动态过程是衰减振荡，如曲线4所示。

当然不是所有衰减振荡都符合要求，为保证动态过程有一个良好的品质，可用一些指标来衡量它，在改变外部扰动和改变给定值两种情况下，其评定动态过程品质指标有些相同，有些不同。

图1-1-3改变外部扰动控制系统的动态过程

图1-1-4改变给定值控制系统的动态过程

对于定值控制系统来说，评定动态过程品质指标包括最大动态偏差emax、衰减率φ、过渡过程时间tS、振荡次数N及静态偏差ε等，如图1-1-3曲线4所示。

最大动态偏差emax，是指在衰减振荡中第一个波峰的峰值，它是动态精度指标。

emax大，说明动态精度低，要求emax小些好。

但不是越小越好，因为emax大小与调节器比例作用强弱有关，比例作用越强，emax越小。

比例作用太强，虽然emax很小，但动态过程的振荡会加剧。

衰减率φ，是指在衰减振荡中，第一个波峰值A＝emax，减去第二个同相波峰值B除以第一个波峰值A，即

式中：

φ是衡量系统稳定性指标，要求φ＝0.75～0.9。

当φ＝0.75时，A是B的4倍，称为衰减比4∶1。

φ不能小于0.75，否则系统动态过程的振荡倾向增加，降低了系统稳定性，过渡过程时间也因振荡不息而加长。

特别是当φ＝0时，其动态过程是等幅振荡，系统变成不稳定系统，这是不允许的。

φ也不能太大，否则emax会增大，过渡过程时间tS也会拖得很长，当φ＝1时，其动态过程没有振荡，成为非周期过程。

这时emax很大，tS拖得很长，这是不可取的。

过渡过程时间tS，是指从控制系统受到扰动开始到被控量重新稳定下来所需的时间。

理论上讲，这个时间是无穷大，这是没有意义的。

因此，我们这样来定义过渡过程时间tS：

当t≥tS时，满足

≤∆

式中：

y（t）是系统受到扰动后，在时间为t时的被控量值；y（∞）是被控量的最终稳态值；Δ是选定的任意小的值，一般取Δ＝0.02，或Δ＝0.05。

上式的物理意义是，当

t≥tS的所有时间内，被控量y（t）的波动值︱y（t）－y（∞︱均小于或等于最终稳态y（∞）的2％或5％，tS就是过渡过程时间。

振荡次数N，是指在衰减振荡中，被控量的振荡次数。

一般要求被控量振荡2～3次就应稳定下来。

静态偏差ε，是指动态过程结束后，被控量新稳态值与给定值之间的差值。

ε越小说明控制系统的静态精度越高。

在实际控制系统中，由于所使用不同作用规律调节器，其存在静态偏差的情况也不相同。

有的控制系统受到扰动后，在调节器控制作用下，被控量最终不能稳定在给定值上，只能稳定在给定值附近，存在一个数值较小的静态偏差，这是有差调节。

有的控制系统受到扰动后，在调节器的控制作用下，被控量能最终稳定在给定值上，ε＝0，这是无差调节。

在外部扰动不变而改变给定值的控制系统中，评定动态过程品质的一些指标，如过渡过程时间tS振荡次数N，静态偏差ε等与定值控制系统是一样的。

只是评定稳定性指标不用衰减率，而是用超调量σp。

同时增加了反映控制系统响应速度的两个指标：

上升时间、峰值时间，如图1-1-4曲线4所示。

上升时间tr，是指在衰减振荡中，被控量从初始平衡状态第一次达到新稳态值y（∞）所需时间。

峰值时间tp，是指在衰减振荡中，被控量从初始平衡状态达到第一个波峰峰值所需要的时间tp。

tr和tp都是反映动态过程进行快慢的指标。

tr、tp越小，说明系统惯性越小，动态过程进行得越快。

超调量σp，是指在衰减振荡中，第一个波峰值ymax减去新稳态值y（∞）与新稳态值之比的百分数，即

超调量是评定控制系统稳定性的指标。

超调量越小，控制系统动态过程波动越小，稳定性越好。

但若σp太小，甚至σp＝0时，被控量无波动地逐渐靠近给值，成为非周期过程，系统稳定性虽然最好，但tS拖得太长，这是不可取的。

若σp太大，控制系统动态过程的振荡明显加剧，使系统稳定性变差。

由于振荡不息，tS也必定拖得很长。

在实际过程中，要求σp＜30%。

任何控制对象都有储存物质或能量的能力，所谓单容控制对象是指只有一个储存物质或能量容积的控制对象。

在机舱中，凡是水柜、油柜以及以水位为被控量的锅炉都属于单容控制对象。

显然，被控量的变化量是控制对象的输出量；扰动量（基本扰动和外部扰动）是控制对象的输入量。

1．放大系数K

放大系数K，是指控制对象受到阶跃扰动后，被控量从初始平衡状态达到新稳态值的变化量，把扰动量所放大的倍数。

在对控制对象施加扰动的瞬间，t＝0时

因e0＝1，故h（t）/t=0=0，即水位没有变化。

以后随着时间t的增长，

不断减小，h（t）就会不断增大。

当t→∞时，被控量达到一个新的稳态值不再变化。

这时，e-∞＝0。

故

可见，控制对象达到新的平衡状态时，被控量水位h的变化量，把扰动量Δμ放大了K倍。

实际上，放大系数K是控制对象的静态参数，是反映控制对象对扰动的敏感程度的，K大，控制对象受到相同阶跃扰动后，被控量要变化一个很大范围才能稳定下来，说明控制对象对扰动敏感。

若K很小，控制对象对扰动很不敏感，即对它施加很大扰动，被控量变化一个很小的值就会稳定下来。

但是，船上所有的控制对象放大系数K都比较大，因此，都必须组成一个控制系统，使其受到扰动后达到新稳态时，被控量的变化量尽量小，或不变化。

2．时间常数T

在对控制对象施加扰动的瞬间（t＝0），被控量的变化量等于零。

但是，由于此时流量差（Qi－Q0）最大，所以被控量的变化速度dh/dt最大。

以后随着水位的升高，Q0增大，使流量差（Qi－Q0）越来越小，被控量变化速度也越来越小。

可见，被控量的变化总是落后于扰动的变化，这就是控制对象的惯性，在相同扰动下，若被控量变化快（dh/dt大），则飞升曲线陡，被控量达到新稳态值所需时间短。

我们就说控制对象惯性小。

反之，在相同扰动下，被控量变化慢（dh/dt小），则飞升曲线平坦，被控量达到新稳态值所需时间长，我们就说控制对象惯性大。

时间常数T就是反映控制对象惯性大小的一个重要的动态参数。

求时间常数T可根据在t＝0时刻，被控量变化最快，即

最大。

可见，在t＝0时，水位的最大变化速度为K·Δμ/T。

实际上它就是过坐标零点作飞升曲线切线的斜率。

我们把这条切线让它交于被控量新稳态值上，如图1-2-1所示。

图中AB就是被控量的新稳态值K·Δμ。

其切线斜率就是被控量的最大变化速度，故

因AB=K·Δμ，则OB=T。

可见，时间常数的物理意义是。

从对控制对象施加阶跃扰动的瞬间开始，被控量以最大的变化速度变化到新稳态值所需时间就是时间常数T。

T大，控制对象的惯性大，其飞升曲线比较平坦，如图1-2-1中的虚线所表示的飞升曲线。

图1-2-1确定单容控制对象时间常数的方法

3．纯迟延τ0

控制对象迟延包括纯迟延和容积迟延。

容积迟延将在多容控制对象中讲述。

迟延是控制对象重要的动态特性参数，对控制系统的动态过程品质具有重大影响。

纯迟延τ0，又叫传输迟延。

由于执行机构距控制对象有一定的距离，物质或能量经执行机构流到控制对象需要一定的时间τ0，就把τ0称为控制对象的纯迟延。

多容控制对象是指具有两个或两个以上储蓄容积的控制对象。

在机舱中，多数控制对象是属于多容控制对象。

我们可把多容控制对象看成是若干单容控制对象按不同方式组合而成的。

因此，分析单容控制对象的方法也适用于多容控制对象。

只是多容控制对象增加了储蓄容积及阻力因素，其被控量的变化规律与单容控制对象不同。

关于多容控制对象的放大系数K与单容控制对象的物理意义完全相同，不再多述。

总之，任何控制对象的特性，都可用K、T、τ三个参数来描述：

放大系数K反映了控制对象对扰动的敏感程度；时间常数T反映了控制对象惯性的大小；迟延τ反映了被控量变化的延迟时间，只要掌握这三个参数的物理意义，就基本掌握了控制对象的特性。

控制对象分为有自平衡能力和无自平衡能力的控制对象。

凡被控量变化能影响物质或能量流入和（或）流出控制对象的，都有自平衡能力。

机舱中，大多数控制对象是有自平衡能力的。

有自平衡能力的控制对象还有一个自平衡能力大小的问题。

自平衡能力的大小，可用自平衡率ρ来表示。

自平衡率，是指被控量变化一个单位，其需要扰动量的变化量。

如果外部扰动不变（出水阀开度不变），改变基本扰动（给水阀阶跃开大

Δμ），则ρ为

式中：

h（∞）是被控量的最终稳态值；h（0）是t＝0时刻水位变化量，显然h（0）＝0，故h（∞）－h（0）就是控制对象受到扰动后，被控量达到新稳态值的变化量。

可见，ρ是与K成倒数关系。

ρ大，即放大系数K小，控制对象受到相同的扰动，被控量变化较小的范围就能稳定下来，我们说该控制对象自平衡能力强。

反之，ρ小，控制对象的自平衡能力弱。

ρ与K一样，均是反映控制对象静态特性的参数。

控制对象惯性大小，还可用反应速度ε来表示。

反应速度ε，是指控制对象受到阶跃扰动后，被控量的最大变化速度与扰动量之比，对单容控制对象来说，ε为

可见，反应速度ε与时间常数T成反比，即ε大，T就小，控制对象的惯性就小。

反之，ε小，T就大，控制对象的惯性就大。

对有自平衡能力的控制对象，既可用K、T、τ；也可以用ρ、ε、τ来描述控制对象的特性。

在有自平衡能力的控制对象中，控制对象受到扰动后，被控量虽然能自行稳定下来，但被控量的变化范围很大，这在实际工作中是不允许的。

因此，对有自平衡能力的控制对象，也需组成一个控制系统，对其进行控制，使被控量能最终稳定在给定值上或给定值附近。

不要有大的变化。

辅锅炉浮子式水位控制系统是按双位作用规律工作的，通常也简称为位式作用规律，这种作用规律的特点是，调节器只有两个输出状态，它不能使被控量稳定在某个值上。

当被控量下降到下限值时，调节器的输出接通电机电源使电机转动，或令电磁阀通电使阀门全开。

当被控量达到上限值时，调节器动作使电机断电停转，或电磁阀断电阀门全关。

当被控量在上、下限之间变化时，调节器输出状态不变。

压力开关也叫压力调节器，属于位式作用规律，可用于辅锅炉蒸汽压力的双位控制。

现已YT-1226型压力调节器为例，调整给定弹簧的预紧力，可调整触点动作的下限压力值，用Px表示。

调整幅差弹簧的预紧力，即可调整触点动作的压力上限值，用Pz表示。

ΔP＝Pz－Px称为幅差。

输入压力信号P入的下限值是通过人工调整给定弹簧的预紧力调整的，要确定压力的上限值，只需求出幅差即可。

螺钉14有一红色标记，在它旁边的圆柱面上有0～10挡刻度。

红色标记对准0挡，其ΔP＝0.07MPa；红色标记对准10挡，其ΔP＝0.25MPa红色标记对准不同档时，其

ΔP的计算公式为

式中：

X是设定的挡数，各数值的单位均为MPa。

这样，在压力的上限值Pz、压力的下限值Px及所设定的挡数X这三个变量中，知道任意中的两个，就可以求出第三个。

比例作用规律是指调节器的输出量P（调节阀开度的变化量）与输入量e（被控量的偏差值）成比例变化，其输出与输入之间的函数关系为

P（t）＝K·e（t）

式中：

K是比例调节器的放大倍数。

放大倍数K大，在输入相同偏差e（t）信号时，调节器输出量P（t）大，也就是调节器指挥调节阀开度的变化量大，我们就说它的比例作用强；反之，K小，其比例作用弱。

用比例作用规律制成的调节器，称为比例调节器。

比例作用规律的优点是，调节阀的开度能较及时地反映控制对象负荷的大小。

负荷变化大，偏差e（t）就大，调节阀开度会成比例变化，对被控量控制比较及时。

比例作用规律存在的缺点也是明显的。

当控制对象受到扰动后，在比例调节器的控制作用下，被控量不能完全回到给定值上来，只能恢复到给定值附近。

被控量的稳态值与给定值之间必定存在一个较小的静态偏差，这是比例作用存在的固有的、不可克服的缺点。

比例控制系统虽然存在静态偏差，但这个偏差值是不大的，与有自平衡能力的控制对象受到扰动后，被控量自行稳定在新稳态值上的变化量相比较要小得多，动态过程进行也要快得多。

因此，对被控量稳态精度要求不是很高控制系统中，采用结构比较简单的比例调节器是较为普遍的。

比例带PB或比例度δ，是指调节器的相对输入量与相对输出量之比的百分数，即

式中：

e是被控量的变化量（偏差值），ΔXmax是被控量允许变化的最大范围，叫全量程。

被控量的变化量与全量程的比值e/ΔXmax是调节器的相对输入量；P是调节阀开度的变化量；Pmax是调节阀开度的最大变化量，即调节阀从全关到全开或全开到全关叫全行程，调节阀开度变化量与全行程的比值P/Pmax是调节器的相对输出量。

R＝Pmax/ΔXmax叫量程系数，在单元组合仪表中，R＝1。

这样，

，显然，比例带PB与放大倍数成反比。

比例带PB的物理意义可以这样来理解，假定调节器指挥调节阀开度变化全行程（从全关到全开或从全开到全关），需要被控量的变化量占全量程的百分数就是比例带。

换句话说，控制系统受到扰动后，被控量要离开给定值出现偏差，调节器将使调节阀的开度成比例地变化。

偏差越大，调节阀开度的变化量越大，当偏差大到使调节器控制调节阀开度变化全行程时，该偏差占全量程的百分数就是比例带。

例如PB＝100％，说明被控量变化全量程的100％，即变化全量程，调节器使调节阀开度变化全行程。

若PB＝50%，说明被控量变化全量程的一半，调节器就能使调节阀开度变化全行程。

若PB＝200%，说明被控量变化了全量程，调节阀的开度只变化了全行程的一半。

可见，比例带PB越小，在被控量偏差占全量程百分数相同的情况下，调节阀开度的变化量越大，克服扰动能力越强，比例作用也就越强；反之，比例带PB越大，比例作用越弱。

比例带是比例作用极为重要的参数。

当组成控制系统的控制对象确定以后，比例带PB的大小，对控制系统动态过程品质好坏起着决定性的影响。

若比例带PB选定太大，比例作用很弱，克服扰动的能力就弱；动态过程虽然很稳定，没有波动，但最大动态偏差emax增大，过渡过程时间ts拖得很长，稳态时静态偏差ε也比较大。

若比例带PB选定太小，比例作用很强，有一点偏差e调节阀开度的变化量就很大，相对扰动来说，调节阀开度的变化量会过头，造成被控量的大起大落，系统的振荡倾向明显增大，降低了系统的稳定性。

同时，由于被控量的振荡不息，会加长过渡过程时间ts。

这两种情况都是不利的，因此，对一个实际控制系统来说，要根据控制对象的特性，调定合适的比例带PB，以保证一个控制系统具有最佳的动态过程。

比例积分作用规律，是指调节器的输出量随输入量做比例积分变化。

按这种规律制造的调节器叫比例积分调节器，简称PI调节器，显然，在PI调节器中，含有积分作用。

1．积分作用规律

在手动控制中，积分作用与比例作用不同。

在比例作用中，管理人员是根据偏差的大小成比例地改变调节阀的开度。

在积分作用中，管理人员是根据偏差的大小来