欢迎进入金湖虹润仪表有限公司!
技术文章
首页 > 技术文章 > 运算电路在PID控制仪中合理运用

运算电路在PID控制仪中合理运用

 发布时间:2022-12-12 点击量:176

比例运算电路

反相比例运算电路。输入信号从反相输入端引 入的运算便是反相运算。图8-5所示电路为反相比例运算 电路。输入信号*经输入电阻r送至反相输入端,而同 相输入端通过电阻氏接“地"。反馈电阻此跨接在输出端 和反相输入端之间。

图反相比例运算电路

根据运算放大器工作在线性区时的两条分析依据可知

称为反相器。

式(8-2)表明,输出电压uo与输入电压u1是比例运算关系.如果r和r.的阻值足够精

确,而且运算放大器的开环电压放大倍数很高,就可认定uo与u1的关系只取决于r0与ri的

阻值之比而与运算放大器本身的参数无关.式(8-2)中的负号表示u。与u反相。

r是一平衡电阻,r.=r//r,其作用是消除静态基极电流对输出电压的影响。

同相比例运算电路.输入信号从同相输入端引入的运算便是同相运算。图所示的是同相比例运算电路。


图同相比例运算电路

由图得出

可见,输出电压“。与输入电压《的比例关系也可认定与运算放大器本身的参数无关。 式(8-3)中,为正值,表示"。与",同相,并且总是大于或等于1,这点和反相 比例运算电路不同。

加法运算电路

如果在反相输入端增加若干输入电路,则构成反相加法运算电路,如图所示。 由图可得出

从式可以看出,加法运算电路与运算放大器本身的参数无关,只要电阻阻值足 够精确,就可保证加法运算电路的精度和稳定性。

平衡电阻

减法运算电路

如果运算放大器的两个输入端都有输入,则为差分输入。差分运算在电子测量和控制系统中应用广泛,其运算电路如图所示。

图加法运算电路图减法运算电路

由式和式可以看出,输出电压与两个输入电压的差值成正比,所以可以

进行减法运算。

由于电路存在共模电压,为了保证运算精度,应当 选用共模抑制比较高的运算放大器或选用阻值合适的 电阻。

积分运算电路

图所示的反相比例运算电路中,若用电容g代 替&作为反馈元件,就构成了积分运算电路,如图 所示。

输出电压“0与输入电压给的关系为

图所示的反相比例运算电路中,若用电容c;代替r.作为反馈元件,就构成了积分运算电路,如图所示。

输出电压u。与输入电压u的关系为

式表明u.与u的积分成比例,式中的负号表示两者反相.rc;称为积分时间.若u为阶跃电压u,则输出电压

与时间t成正比,其波形如图所示,最后达到负饱和值-u。

微分运算电路

微分运算是积分运算的逆运算,只需将图中的反相输入端的电阻和反馈电容调换位置,就成为微分运算电路,如图所示。

图 积分运算电路的阶跃响应微分运算电路图 微分运算电路

微分运算电路输出u。与输入u的关系为


即输出电压与输入电压对时间的一次微分成正比。

若u为阶跃电压u时,则输出电压u。为尖脉冲,如图所示。


图微分运算电路的阶跃响应


苏公网安备 32083102000179号