簡單控制系統(tǒng)ppt課件(已修改)
2025-05-11 02:43 本頁面
【正文】 控制工程概論 簡單控制系統(tǒng) 回顧 過程動態(tài)特性和動態(tài)建模 ?建立數(shù)學(xué)模型的途徑 機理模型 (白箱 )、經(jīng)驗?zāi)Ｐ?(黑箱 )、機理和經(jīng)驗 (灰箱 ) ?動態(tài)特性對控制性能指標(biāo)的影響 ?過程的動態(tài)特性分析 階躍輸入條件下，過程響應(yīng)的特性； ?動態(tài)過程的分類 自衡非振蕩，無自衡非振蕩，衰減振蕩，反向特性； 增益，時間常數(shù)，時滯，擾動，操縱變量，被控變量 第二章 簡單控制系統(tǒng) 檢測變送環(huán)節(jié) ?檢測變送環(huán)節(jié)的性能 將 工業(yè)過程的參數(shù) （流量、壓力、溫度、物位、成分等）經(jīng) 檢測、變送 單元轉(zhuǎn)換為 標(biāo)準(zhǔn)信號 。 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 檢測變送環(huán)節(jié) ?檢測變送環(huán)節(jié)的性能 檢測元件和變送器的類型繁多，現(xiàn)場總線儀表的出現(xiàn)使檢測變送器呈現(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分別為檢測變送環(huán)節(jié)的增益、時間常數(shù)和時滯。 檢測變送環(huán)節(jié) ?檢測變送環(huán)節(jié)的性能 檢測元件和變送器的基本要求： 準(zhǔn)確、迅速和可靠 。 準(zhǔn)確 ：檢測元件和變送器能正確反映被控或被測變量，且誤差?。? 迅速 ：能及時反應(yīng)被控變量或被測變量的變化； 可靠 ：能在環(huán)境工況下長期穩(wěn)定運行； 過程動態(tài)特性和過程動態(tài)建模 ?對檢測變送信號的處理 （ 1） 信號補償 熱電偶：冷端溫度補償； 熱電阻：線路電阻補償； 氣體流量：溫壓補償； 過程動態(tài)特性和過程動態(tài)建模 ?對檢測變送信號的處理 （ 2） 線性化 有些被控變量存在非線性， 非線性會造成控制系統(tǒng)的非線性 ，因此需要對檢測變送信號進(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)。 過程動態(tài)特性和過程動態(tài)建模 ?對檢測變送信號的處理 （ 3） 信號濾波 由于存在環(huán)境噪聲， 噪聲 使得檢測變送信號波動并 影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行 ，因此需要對檢測變送信號進(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； … 過程動態(tài)特性和過程動態(tài)建模 ?對檢測變送信號的處理 （ 4）信號處理 當(dāng)檢測信號與被控變量之間有一定的函數(shù)關(guān)系時，需要進(jìn)行 數(shù)字運算 獲得實際的被控變量數(shù)值。 數(shù)字變換 也被常常應(yīng)用于檢測變送信號的處理（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。 如果檢測變送信號超出工藝過程的允許范圍，就要進(jìn)行 信號報警 和聯(lián)鎖處理。 第二章 簡單控制系統(tǒng) 控制閥的選擇 ?結(jié)構(gòu)形式及材質(zhì)的選擇 ?口徑大小及開閉形式的選擇 ?流量特性的選擇 控制閥是自動控制系統(tǒng)中的一個重要組成部分，其作用是 根據(jù)控制器輸出的信號，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)行機構(gòu) 將控制器輸出信號轉(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)機構(gòu) 將執(zhí)行機構(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 構(gòu) 執(zhí) 行 機 構(gòu) 控制閥結(jié)構(gòu) 執(zhí)行機構(gòu) ：薄膜型、活塞型和長行程型； 調(diào)節(jié)機構(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介質(zhì)的能力 ?？趶竭^大，控制閥可調(diào)比減小，控制性能變差；口徑過小，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，閥門開度為 85%左右；最小流量時，閥門開度在 15%左右。 控制閥的選擇 ?口徑大小及控制閥作用方式的選擇 控制閥的氣開和氣關(guān)作用 氣開 ：輸入的氣壓信號越高，閥門開度越大，失氣時全關(guān)； 氣關(guān) ：輸入的氣壓信號越高，閥門開度越小，失氣時全開。 控制閥的選擇 控制閥的選擇
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