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1、分析一个模拟PI（比例积分）调节电路今天来介绍一个自动控制上常用的一个调节电路：PI调节电路，也就是比例积分电路。当然作为PID调节电路，会有很多种形式，这可是最简单的由单运放构成的PI电路。你也可以通过三个运放来构成，U2构成积分器，U1做比例运算，U3构成加法器。如图1:图1上面的比较好理解，这里就不讨论了。我们来研究下面的PI电路。如何来读懂这个电路呢，似乎与图1差别很大，好下面来计算一下传递函数图2如图2箭头表示电流的方向，取电压与电流关联参考方向。根据运放“虚短“可知运放反向输入端基本保持零电位。则I=VimRl(1)由“虚断断”可得I直接流过R2C1路径,Ur2Ucl分别表示R2C
2、1上的压降则Ur2=IXR2可得Ur2=ViX(R2=R1)-(2)由1/C1X(dUc1/dt)=I两边积分可得1/CX/I=Uc1=>1/C1X/(Vi=R1)dt(3)综合23两式的，我们就可以华丽的得出以下Vo=ViXR2/R11/C1X丿(Vi=R1)dt稍微整理一下可以看到更清楚一点Vo=-(R2/R1)XVi1/(C1XR1)X；Vidt(4)令Kp=-(R2/R1)Ki=1/(C1XR1)Vo=KpXVi+KiX；Vidt这其实就是个pi调节的标准表达式。Vo通过某种方式去控制外设，常用方法如三角波比较进行脉宽调试。我们再对上面的图进行简单的变形得到下图图3采用上面的计算
3、方法可以很方便的计算出输出表达式其中I=(Vi/R1+Vref/R3)在实际系统中Vi作为实际采集的目标值Vref就是设定的目标值。在设计的时候一般将Vref设置为对应的负值，以构成负反馈。如目标值是5V,就将Vref设定为-5V.再将R3的值取的后R1一样。则I=(VI-Vref)/R1I=Ve/R1.这图三可直接变换为图2,只需将Vi变为Ve将4式中的VI替换为VeVo=-(R2/R1)XVe-1/(C1XR1)XfVedt(5)适当调节R1R2C1就可以设定PID参数在看看下图据说也是有人用的,但是我没有用过,我就是推算下图4通过和上面同样的方法Ve=Vi-Vref;Vo=Vref-(R2/R1)XVe-1/(C1XR1)XfVedt(5)式与(4)式相比多了个直流分量Vref.。如果后级电路配合合适,应该也是可以实现反馈调节的。
分析一个模拟PI(比例积分)调节电路
