关于运放积分问题求教

只看该作者 · 2020-3-8 22:00

本帖最后由 jim101101 于 2020-3-8 22:10 编辑

如下图：说明这是一个自动控制PT20的加热电路
1：铂电阻变化的电压值前级放大，经过这个电路来给铂电阻加热，铂电阻电压平衡后  加热停止
2：图中积分电路我查相关资料说是PI调节消除静态误差  问题是这个铂电阻电压是阶跃直流电压吗？
3：在没有比例负反馈电阻这个积分电路，输出电压如何计算  我看资料说这个电压是积分到运放的电压
参考电压是2.5V    这个积分是如何计算的如何设计，这个铂电阻出来的电压可否理解是阶跃电压求大神解释下万分感谢

我是自学的  对电路很感兴趣。就是节奏太慢愚钝。

1万 · 2020-3-8 22:36

这是典型的模拟PID电路。
其中你贴的图就是PI，没有微分调节。
1、这个铂电阻电压是阶跃直流电压吗？
答：如果输入是单侧信号，积分输出急剧增加，直至饱和。
2、这个积分是如何计算的如何设计，
答：设计方法应该把这个系统的传递函数建立数学模型。至于pid的参数可以凑试整定。即设计时弄个大概，调试时凑试。
3、这个铂电阻出来的电压可否理解是阶跃电压
答：应该不是。应该最终稳态是个稳定值。由设定温度值决定。

只看该作者 · 2020-3-8 22:44

叶春勇发表于 2020-3-8 22:36
这是典型的模拟PID电路。
其中你贴的图就是PI，没有微分调节。
1、这个铂电阻电压是阶跃直流电压吗？

我用multisim 仿真第一个运放积分是4.96V 意思就是这个积分电路让采集的电压按这个RC时间常数积分到4.96V，这个积分是线性的？另外最后一个运放电容并电阻，可否理解这个运放积分增加到反馈电阻的一个放大备注？

请问这方面参考什么书籍，您说的传递函数模型在搭建电阻如何思考啊有没有这方面的书籍。

1万 · 2020-3-8 22:47

本帖最后由叶春勇于 2020-3-8 22:57 编辑

为了学这个模拟pid，资料应该要看:
1、自动控制原理需要高数，积分变换复变函数基础
2、仪表与过程控制讲点pid
3、旧书国产ddz-3型组合仪表相关书籍，这些书有很多通俗易懂，且社会主义时代，电路图都公开的，并且有讲解，非常推荐。
4、在bing中搜英文资料关键字为 analog pid 搜点论文和国外爱好者折腾模拟pid的一些资料。
另外这些知识有点陈旧，但是学好了，在低成本应用（就一片lm324）和高精度，高速应用中，还是有用途的

只看该作者 · 2020-3-9 19:40

弄懂Ziegler-Nichols method就行了。
首先不使用控制电路，直接给加热器通电，然后观察PT20对应的温度读数，得到如图中下半部分的阶跃响应曲线，然后套上面的公式就可以算出来P、I两个参数的值了。

2万 · 2020-3-9 20:17

：

只看该作者 · 2020-3-10 13:21

叶春勇发表于 2020-3-8 22:47
为了学这个模拟pid，资料应该要看:
1、自动控制原理需要高数，积分变换复变函数基础
2、仪表与过程控制 ...

非常感谢您的建议。您能解决我现在这个问题吗。就是第一个运放反馈电容电压，我在仿真时候输出电压数kv 实际电路我测量是3.7V左右。
我在查资料的时候说是充完电，这个电容相当于开路应该是工作电源5V
我现在也有点头大。您受累给分析下。感谢

1万 · 2020-3-10 13:59

jim101101 发表于 2020-3-10 13:21
非常感谢您的建议。您能解决我现在这个问题吗。就是第一个运放反馈电容电压，我在仿真时候输出电压数kv ...

1、就是第一个运放反馈电容电压，我在仿真时候输出电压数kv 实际电路我测量是3.7V左右。
答：积分器的仿真要用实际运放，实际运放最多输出接近电源上限。要选好模型。
2、我在查资料的时候说是充完电，这个电容相当于开路应该是工作电源5V
答：电容具有隔直通交的作用。当电容冲完电了，电容的两端电压只要不在变化，代表电容没有电流流过，相当于开路。电容的电流取决于电容两端两端的变化率。

对于控制的影响，第一种情形，这个PT20在设定温度附近震荡，类似正弦波，正弦波的积分很小。那么积分调节作用很小。
第二种情形，如果PT20在低于或高于设定温度额一侧，类似直流电，直流的积分增长很快。

只看该作者 · 2020-3-11 11:39

这张图里面最大的boss是overn，在heater和Sensor中间有非常大的热惯性，所以用电子电路最常用的闭环负反馈控制是不行的，一定会振荡的。要用PID来控制才会稳定。

所以说Oven这一块才是皮，楼主的电路在这个闭环系统里面只是一根毛，你连皮都没有，搞毛有个屁意思？？？

都给你关键字“Ziegler–Nichols”，你看不懂，还在研究这个破电路干什么？

1万 · 2020-3-11 11:53

jim101101 发表于 2020-3-8 22:44
我用multisim 仿真第一个运放积分是4.96V 意思就是这个积分电路让采集的电压按这个RC时间常数积分到4. ...

时延大，或叫戮性大的，模拟控制，比例降低，微分加大，积分适中，对数字糸统也适用，还有个采样频率降低。结果控温精度下降，还有一个改良方式，主动散热，风机内部空气循环，降低时延。

只看该作者 · 2020-9-7 15:52

叶春勇发表于 2020-3-10 13:59
1、就是第一个运放反馈电容电压，我在仿真时候输出电压数kv 实际电路我测量是3.7V左右。
答：积分器 ...

抱歉再次请教一个问题还是关于积分的问题
在PID模拟电路调节过程中，当系统调节稳定时候，这时候积分电路随着时间是不是积分到运放供电电源即饱和电压输出呢但是跟我实际测量跟我想的不一样。不知道哪里有问题

我想的是当系统稳定后，桥路输出电压是个恒定的电压值，当时间久了积分就到最大了。

如果没有积分到最大，代表是系统没有稳定？

1万 · 2020-9-7 16:53

jim101101 发表于 2020-9-7 15:52
抱歉再次请教一个问题还是关于积分的问题
在PID模拟电路调节过程中，当系统调节稳定时候，这时候积分 ...

首先积分器，极点在零频率，代表频率为0时，我们知道1/0是无穷大。频率为0时代表直流电。即如果是理想积分器，给个直流电，迅速趋向无穷大。
然而现实中没有理想积分器，电容最大充电到电源电压，也就充满了。这个叫积分饱和。
最后解释下这个直流电的意义，如果设定值与反馈值一直存在固定偏差，这是一种特殊情况，代表P调节很慢很弱。
你说的系统达到稳定，理想情况设定值与反馈值的偏差为0，这是正负电源运放的情形。
而你的电路图是带偏置的，维持稳定后的状态，需自己计算，但是我认为不会到达电源值。或者说你的I控制没起作用。