簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)ppt課件(已修改)
2025-05-11 02:43 本頁(yè)面
【正文】 控制工程概論 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 回顧 過(guò)程動(dòng)態(tài)特性和動(dòng)態(tài)建模 ?建立數(shù)學(xué)模型的途徑 機(jī)理模型 (白箱 )、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?(黑箱 )、機(jī)理和經(jīng)驗(yàn) (灰箱 ) ?動(dòng)態(tài)特性對(duì)控制性能指標(biāo)的影響 ?過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性分析 階躍輸入條件下，過(guò)程響應(yīng)的特性； ?動(dòng)態(tài)過(guò)程的分類(lèi) 自衡非振蕩，無(wú)自衡非振蕩，衰減振蕩，反向特性； 增益，時(shí)間常數(shù)，時(shí)滯，擾動(dòng)，操縱變量，被控變量 第二章 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 檢測(cè)變送環(huán)節(jié) ?檢測(cè)變送環(huán)節(jié)的性能 將 工業(yè)過(guò)程的參數(shù) （流量、壓力、溫度、物位、成分等）經(jīng) 檢測(cè)、變送 單元轉(zhuǎn)換為 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 。 檢 檢 檢 檢 檢 檢 檢檢 檢 檢 檢檢 檢 檢 檢 檢 檢檢 檢 檢 檢 檢 檢檢 檢 檢 檢 檢測(cè)變送環(huán)節(jié) ?檢測(cè)變送環(huán)節(jié)的性能 檢測(cè)元件和變送器的類(lèi)型繁多，現(xiàn)場(chǎng)總線儀表的出現(xiàn)使檢測(cè)變送器呈現(xiàn) 模擬和數(shù)字并存 的狀態(tài)。但它們都可以用 時(shí)滯的一階環(huán)節(jié) 近似，其傳遞函數(shù)為， msmmm esTKsG ???? 1)(Km， Tm和 τm分別為檢測(cè)變送環(huán)節(jié)的增益、時(shí)間常數(shù)和時(shí)滯。 檢測(cè)變送環(huán)節(jié) ?檢測(cè)變送環(huán)節(jié)的性能 檢測(cè)元件和變送器的基本要求： 準(zhǔn)確、迅速和可靠 。 準(zhǔn)確 ：檢測(cè)元件和變送器能正確反映被控或被測(cè)變量，且誤差小； 迅速 ：能及時(shí)反應(yīng)被控變量或被測(cè)變量的變化； 可靠 ：能在環(huán)境工況下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行； 過(guò)程動(dòng)態(tài)特性和過(guò)程動(dòng)態(tài)建模 ?對(duì)檢測(cè)變送信號(hào)的處理 （ 1） 信號(hào)補(bǔ)償 熱電偶：冷端溫度補(bǔ)償； 熱電阻：線路電阻補(bǔ)償； 氣體流量：溫壓補(bǔ)償； 過(guò)程動(dòng)態(tài)特性和過(guò)程動(dòng)態(tài)建模 ?對(duì)檢測(cè)變送信號(hào)的處理 （ 2） 線性化 有些被控變量存在非線性， 非線性會(huì)造成控制系統(tǒng)的非線性 ，因此需要對(duì)檢測(cè)變送信號(hào)進(jìn)行線性化處理。 硬件 非線性環(huán)節(jié)， 軟件 非線性環(huán)節(jié)。 過(guò)程動(dòng)態(tài)特性和過(guò)程動(dòng)態(tài)建模 ?對(duì)檢測(cè)變送信號(hào)的處理 （ 3） 信號(hào)濾波 由于存在環(huán)境噪聲， 噪聲 使得檢測(cè)變送信號(hào)波動(dòng)并 影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 ，因此需要對(duì)檢測(cè)變送信號(hào)進(jìn)行濾波處理。 硬件 濾波， 軟件 濾波。 一階低通濾波； 一階高通濾波； 遞推平均濾波； 程序判別濾波； … 過(guò)程動(dòng)態(tài)特性和過(guò)程動(dòng)態(tài)建模 ?對(duì)檢測(cè)變送信號(hào)的處理 （ 4）信號(hào)處理 當(dāng)檢測(cè)信號(hào)與被控變量之間有一定的函數(shù)關(guān)系時(shí)，需要進(jìn)行 數(shù)字運(yùn)算 獲得實(shí)際的被控變量數(shù)值。 數(shù)字變換 也被常常應(yīng)用于檢測(cè)變送信號(hào)的處理（傅里葉變換、小波變換），此外還有模數(shù)轉(zhuǎn)換（ A/D）和數(shù)模轉(zhuǎn)換（ D/A）也是經(jīng)常使用的。 如果檢測(cè)變送信號(hào)超出工藝過(guò)程的允許范圍，就要進(jìn)行 信號(hào)報(bào)警 和聯(lián)鎖處理。 第二章 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 控制閥的選擇 ?結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)的選擇 ?口徑大小及開(kāi)閉形式的選擇 ?流量特性的選擇 控制閥是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，其作用是 根據(jù)控制器輸出的信號(hào)，直接控制能量或物料等介質(zhì)的輸送量 ，達(dá)到控制工藝參數(shù)的目的。 控制閥的選擇 ?結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)的選擇 控制閥結(jié)構(gòu) : 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 將控制器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移，兩者之間成比例關(guān)系； 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線位移或角位移轉(zhuǎn)換成流通截面積的變化，從而控制操縱變量。 控制閥的選擇 ?結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)的選擇 調(diào) 節(jié) 機(jī) 構(gòu) 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 控制閥結(jié)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) ：薄膜型、活塞型和長(zhǎng)行程型； 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) ：直通閥、角閥、三通閥、球型閥、蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥、套筒閥等。 控制閥材質(zhì) 閥芯 ：不銹鋼、特殊合金、表面涂層閥芯等； 閥體 ：鑄鋼、鑄鐵、青銅、高分子材料、復(fù)合材料等。 控制閥的選擇 ?結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)的選擇 控制閥的選擇 控制閥的選擇 ?口徑大小及控制閥作用方式的選擇 口徑大小的選擇 控制閥 口徑的大小直接決定著流過(guò)介質(zhì)的能力 ?？趶竭^(guò)大，控制閥可調(diào)比減小，控制性能變差；口徑過(guò)小，使閥的特性不好，也不適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。 選擇原則 ：最大流量時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度為 85%左右；最小流量時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度在 15%左右。 控制閥的選擇 ?口徑大小及控制閥作用方式的選擇 控制閥的氣開(kāi)和氣關(guān)作用 氣開(kāi) ：輸入的氣壓信號(hào)越高，閥門(mén)開(kāi)度越大，失氣時(shí)全關(guān)； 氣關(guān) ：輸入的氣壓信號(hào)越高，閥門(mén)開(kāi)度越小，失氣時(shí)全開(kāi)。 控制閥的選擇 控制閥的選擇
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