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行成比例的控制。假設這個P-控制器的調整范圍），。與注水管直徑相匹配，則注水閥門向下
運動使進水量減小，從而動態地維持液面的高度。
    P-控制器的控制量與誤差成比例。也就是說，閥門的開啟度Ay（也就是控制器的控
制量）與液面的誤差e的大小成正比。
    理想P-控制器的階躍響應特性如圖3.1 - 27所示。它表明誤差信號在控制器的輸入端
階躍變化時，輸出端的控制變量將出現相同的變化。實際上，P-控制器往往不能將受控量
保持在額定值上。例如在液面調節時，如果注水管內的壓力上升，則注水量將增加，浮子上
升，使閥門關閉，以限制注水量的增加。因此，當有泄水量（干擾量）存在時，控制器只
能在浮子的位置升高后，即出現一定量的誤差積累時，才能阻止液面的繼續上升。可見，用
P-控制器控制受控量，肯定產生剩余誤差。也就是說，P-控制器無法完全補償誤差e，它
的控制精度不高。
圖3.1 - 26杠桿機構和浮子組成的P-控制器    圖3.1- 27 P-控制器的階躍響應
    上篇模擬電子技術基礎61
    在電子電路中，P-控制器由電子器件構成。其電路符號如圖3.1 - 28所示。電子P-
控制器是由運算放大器組成的比例放大器（或加法器），如圖3.1 - 29所示。
    在R：端加入與參考值戈。相對應的電壓璣，在R．端加入與實際值石i相對應的電壓配，輸
出電壓Uo與（Us+配）電壓成比例。Us和Ui的符號必須相反，這樣放大器才輸出一個與誤差
e相對應的電壓。通過調整電阻R，，可以改變P-控制器的比例系數緝。
    RF
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圖3.1 -28 P-控制器電路符號    圖3.1- 29電子P-控制器
  2．積分控制器（I-控制器）
  由于采用P-控制器對液面控制總是存
在剩余誤差，要想消除這一剩余誤差，就
必須采用積分控制器。在I-控制器中，控
制變量的變化速度取決于誤差信號e。因
此，只要有誤差信號存在，控制變量就會
變化，受控變量就會受到控制。
    我們仍然利用液面控制的例子來說明
I-控制器的作用，如圖3.1- 30所示。
    圖3.1 - 30中的浮子機構不再直接控制
注水閥門，而是控制一個電位計，利用電
位計上的電壓，敏感水面的變化。電位計
上的電壓控制著一個伺服電機，由電機帶
動注水閥門的開閉。當水面低于或高于設
走的液面高度時，電機受到電位計電壓的
圖3.1 - 30杠桿機構和浮子組成的I-控制器
控制，將閥門開啟量增大或減小，直到水面回到設定值，即誤差變為零，電位計上的電壓回
到初始值時，電機才停轉。
    可見，I-控制器的控制變量按誤差信號的大小和正負以一定的斜率上升或下降。
    I-控制器的積分系數用K．表示，它是控制變量的變化速度與誤差之比。該控制器的階
躍響應特性如圖3.1 - 31所示。從圖中可以看到，當誤差信號階躍變化時，控制變量線性上
升或下降。但I-控制器的控制變量y是在誤差信號e出現之后逐步建立的，因此控制作用
較慢。圖3.1 - 321所示為I_控制器的電路符號。
    綜上所述，I-控制器可以消除剩余誤差，但是其產生的控制作用比較緩慢。
62電子技術基礎
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圖3.1 - 31    1-控制器的階躍響應    圖3.1 - 32    1-控制器的電路符號
    在I-控制器控制的系統中，如果有大干擾量存在，那么I-控制器將產生振蕩。下面
就來分析這一振蕩過程。振蕩曲線如圖3.1 -33所示。
　
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