调节器通常用于应对负荷的变化或者设定值的变化，以保持被调量接近设定值。

调节器的性能取决于：1、是否适应过程的特性和要求；2、调节器的参数与过程特性参数是否适当。

负反馈回路

被调量c在调节器的求和点上与设定值r进行比较，所得偏差e。调节器对e做出相应，驱动调节量m向减小偏差方向变化。这就是反馈的本质，其特征是信号穿越整个回路之后改变了方向。

调节量m以正号进入过程，被调量c以负号进入调节器(e = r-c)，以便构成负反馈回路。m可以理解为0-100%的输出值，c可以理解为采样值。

稳态增益与动态增益

被调量c对调节量m和负荷的响应可以用稳态增益与动态增益的组合来表示。

稳态增益决定了调节量在初始稳态和最终稳态之间变化引起被调量变化的幅度。是矢量，幅值是，相角是，他们随着穿越过程的信号频率或者周期变化，决定了两个稳态之间被调量的变化速度。

调节器也可以用稳态增益和动态增益来描述

为比例增益， 为比例带用百分数表述，表示单独依靠比例动作，使调节器输出变化100%所需的被调变化量。

稳定性极限

稳定性极限就是调节器的增益增至某一点时，回路就会产生不衰减振荡。

等幅振荡的周期就是使回路产生180°动态相位滞后的那个周期。如果这个180°之后完全产生于过程，那么这个周期被称作该回路的自然周期，这个在整定的时候非常有用。

回路增益与衰减

衰减是振荡的另一个特征。
为了维持不衰减振荡，必须满足回路的动态相位滞后为180°、回路增益等于1.0：

衰减振荡用衰减比表示 : 。

过程延迟

延迟是系统的一种动态特性，它推迟了系统对输入做出响应的时间。

积分控制模式

积分控制被用来消除因负荷变化而引起的稳态偏差。通常与比例控制结合在一起组成PI控制器。

积分的增益与相位

消除偏差的代价是增加了90°的相位滞后，它使控制回路的周期大大超过其自然周期。

误差积分准则

如果回路增益小于1，积分调节器产生的任何负荷响应曲线都是衰减的，而且偏差均会被消除。

绝对误差积分最小化

超调可以定义为负荷响应曲线上最初出现的两个峰值之比。

可能的最佳负荷响应

减小积分时间会减小误差积分，从表面上看可能会改善调节器性能，但这也同时增大了超调和衰减比以及绝对误差积分。

延迟的PI控制

若想通过降低独立PI调节器的比例增益来改善衰减情况，结果会使其相位滞后增大。在某些情况下这么做实际会破坏回路的稳定性。

以上公式可以用来判断整定的很糟糕的调节器。比如:观察出振荡周期和所用的积分参数带入上式1中，计算出的相位滞后大于45°，而一般的最佳相位滞后会小于45°，则说明整定有问题。

延迟加一阶时滞模型

延迟和一阶时滞或积分环节的简单组合就可以用来代表大多数过程的模型，利用它可以足够准确的预测过程的动态特性，也可以用来估算调节器的最佳整定参数。

如果积分时间太长，超调将会减小或直至消失，如果积分时间太短，可能引起过量超调，衰减比会稍增，周期会延长。如果比例带太宽，超调和衰减比将减小；如果比例带太窄，超调和衰减比都会增大，周期将变短。比例整定值对衰减比影响较大，积分整定值对超调影响较大，而他们两者对周期的作用相反。

总结

这一章主要是介绍一些基本概念，知识点比较散不是很好总结。展望一下接下来笔记的重点：主要是针对和我目前工作相关的温度控制，我觉得有用的就会去读，目前用不上的会先跳过。比如在第六章里面的串级控制，目前一个项目正好是串级夹套控温，所以会仔细读一下，自适应也是将来会做的的，其他的可能会跳过。第五章非线性环节这种可能会整章跳过了，后面有时间再去拜读。

同时做这个笔记的主要目的一方面是加深理解和印象，内容基本上都是书上的内容，我把感觉重要的地方给精简出来了；另一方面是将来想看的时候可以直接看笔记，笔记记得比较精简也好查找一点。

所有文字都是用VSCode写的，配合Markdown All In One这个插件很方便，没插图片因为是自己看的书，不好截图之类的，自己作图又太费时间，时间紧压力大，今年温度控制再这样半吊子要凉凉，到时候看到不清楚的再看书吧，反正是分章节的也好找一点。