PD電路的作用是將輸入電路輸出的電壓信號△Uo1進行PD運算，其輸出信號△Uo2送至PI電路。電路原理如圖1-14所示。該電路由運算放大器IC2、微分電阻RD、微分電容CD、比例電阻RP等組成。調(diào)整RD和RP可改變控制器的微分時間和比例度。

圖片1

    事實上，PD電路可看成是由無源比例微分網(wǎng)絡(luò)和比例運算放大器兩部分串聯(lián)而成。前者對輸入信號進行比例微分運算，后者則起比例放大作用。由于電路采用同相端輸入，具有很高的輸入阻抗，因此在分析同相端電壓△UT與輸人信號△Uo1的運算關(guān)系時，可以不考慮比例運算放大器的影響。

    圖中的開關(guān)S用以切斷或接通電路的微分作用。當(dāng)S置于“斷”時，電容CD斷開，該電路就變成比例運算電路了。只有當(dāng)S置于“通”時，電路才具有微分作用。

    下面先定性分析的工作原理。當(dāng)輸入△Uo1為一階躍信號時，在t=0+，即加入階躍信號瞬間，由于電容CD上的電壓不能突變，輸入信號△Uo1全部加到IC2同相端T點，所以有△UT（0+）=△Uo1，隨著電容CD充電過程的進行，CD兩端電壓從0V起按指數(shù)規(guī)律不斷上升，△UT按指數(shù)規(guī)律不斷下降。當(dāng)充電過程結(jié)束時，電容CD上的電壓將等于電阻9.1KΩ上的電壓，此時△UT（∞）=1/n（△Uo1），并保持該值不變。

                                    △Uo2=α△UT

現(xiàn)再定量分析的運算關(guān)系。在下列推導(dǎo)中把IC2看作理想運算放大器。對于比例微分網(wǎng)絡(luò)有如下的關(guān)系式，即

圖片2

圖片3

根據(jù)這一關(guān)系式，可作出的階躍響應(yīng)特性，如圖1-15所示。利用此響應(yīng)曲線，可由實驗法求取微分時間TD。

圖片4

    當(dāng)圖1-14中的開關(guān)S處于“斷”位置時，微分作用切除，電路只具有比例作用。這時IC2同相端的電壓UT=1/n（△Uo1），而電容CD通過電阻R1也倆接至1/n（△Uo1）電平上，CD被充電到UCD=（n-1）/n（△Uo1），因此，穩(wěn)態(tài)時電容CD上的電壓與9.1kΩ電阻上的壓降相等，即CD右端的電平與UT相等，這樣就保證了開關(guān)S由“斷”切換到“通”的瞬間，即接通微分作用時，輸出不發(fā)生突變，故對生產(chǎn)過程不產(chǎn)生擾動。

本文來自：智能PID調(diào)節(jié)儀 

閃光報警器