位式調節中的振蕩幅度和頻率與哪些因素有關
2020-11-27 電子發燒友位式調節的基本概念 位式調節也叫做繼續調節，因其系統中存在著位式元件繼電器或無觸點開關而得名。位式調節系統是一種非線性系統，其調節過程中會出現穩定的、持續的振蕩過程（即使是不穩定振蕩過程也要發散到穩定的持續振蕩過程），三位式調節系統還會產生振蕩衰減過程。位式調節系統的輸出一般以繼電器觸點動作的形式出現，也有以無觸點的電子開關形式出現的。
位式調節的任務是將測量值和給定值之差放大成繼電器觸點的動作。
圖1a是二位式調節儀表的調節特性，圖1b是二位式調節系統的調節過程。
圖1 二位式調節
當測量值0，高於時Qa時，繼電器釋放，而在測量值0x低於Qb時繼電器吸合。通常將Qa和0b的差值ΔQ＝Qa-Qb稱為不靈敏區或死區或切換差，將（Qa＋Qb）/2，稱為切換中值，切換中值與設定值0。之差稱為控制點偏差Qε。
由圖1可以看出，二位式調節過程是一個穩定的、持續的振蕩過程，調節偏差在Δ0範圍內來回波動，沒有一個確定數值；調節儀的不靈敏區直接影響被調節參數的振蕩幅度，為使振蕩幅度不致太大，不靈敏區應不能太大；但不靈敏區也不能太小，否則將使繼電器動作頻率太高而降低其使用壽命，甚至使繼電器無法工作，所以要合理地調整調節儀表的不靈敏區。從圖1還可以看出，如果不靈敏區保持不變，被調節對象的時間常數飛減小，振蕩頻率將加大，所以位式調節適合於時間常數較大的對象，這樣，可以在同樣的不靈敏區內以較低的頻率工作。另外，被調節對象如果滯後時間t，則將使振蕩幅度加大，這是不利的，所以位式調節也只適用於對象滯後較小的場合，當然，滯後時間t大，振蕩頻率可以降低；最後還可以看出一點，在被調節對象時間常數愆恆定，給定值Q，或擾動改變時，振蕩幅度和振蕩頻率也隨之改變，如果不靈敏區不變，則繼電器振蕩頻率可以降低。
由此可以得出這樣的結論：位式調節效果不僅取決於儀表本身的性能，還取決於被調節 對象的特性及儀表操作使用人員的素質和水平。對於一個熟練的儀表使用人員來說，即使被調節對象無法改變，也可以通過調節儀表的參數而使調節品質得到改善，反之亦然。
當然，一般情況下總是希望位式調節系統的振蕩幅度越小越好，這樣可以減小被調節量變化的波動範圍，提高調節精度。同時，也總是希望振蕩頻率越小越好，這樣，不但可以減少被調節量的波動程度，還可以減少位式元件吸合次數，從而延長位式元件的使用壽命，而對於二位式調節儀表，這兩項指標是互相制約的，不能兩者同時兼顧，如果採用三位式調節儀表，情況將會有很大改善，如圖2所示。
圖2 三位式調節
a）調節特性 b）過渡過程
圖2a是三位式調節儀表的調節特性，圖2b是二位式調節系統的過渡過程曲線。
圖2a是不考慮滯環的三位式調節儀表的特性。圖中Q.1、Q，分別是下限、上限給定值，Q為平均給定值，2ΔQ，是三位式調節儀的中間帶，根據其值範圍大小不一樣，三位式調節儀表有所謂寬中間帶和狹中間帶之分。
由圖2可以看出：當調節儀表的輸人Q
由此可見，三位式調節系統會出現穩定的持續振蕩過程，也可能出現衰減振蕩過程。即使是持續振蕩過程，其振蕩幅度也比二位式調節小，因此，三位式調節比二位式調節的調節精度高。
從圖2b也不難看出，三位式調節過程振蕩幅度和頻率，仍然和調節儀表的中間帶、對象滯後及調節器輸人等有關。
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