《單回路控制系統(tǒng)》ppt課件-全文預(yù)覽
【正文】 P(s)Gm(s)=const 通常使 G0(jwg)≈ 若僅考慮靜態(tài)特性，并考慮到控制器增益與檢測(cè)變送環(huán)節(jié)增益通常維持不變，則有 閥與對(duì)象的放大系數(shù) 控制閥 :KV 輸入 輸出 合成 :K0 對(duì)象 :KP 1VPK K?劉玉長(zhǎng) 26 1)數(shù)學(xué)分析法 根據(jù)對(duì)象特性選取合適的控制閥流量特性 2)經(jīng)驗(yàn)法 (工程上多采用 ) 根據(jù)被控對(duì)象、控制參數(shù)，按照經(jīng)驗(yàn)選取流量特性。 劉玉長(zhǎng) 20 檢測(cè)變送環(huán)節(jié)特性 通常等效為帶滯后的一階慣性特性 【 理想特性為比例環(huán)節(jié) 】 Smmm eSTKSG ?????1)(劉玉長(zhǎng) 21 選型注意事項(xiàng) 應(yīng)盡量減少其 時(shí)間常數(shù) 與 滯后時(shí)間 。 如汽包液位 L 2） 表征其質(zhì)量指標(biāo)是兩個(gè)變量 ， 應(yīng)根據(jù)自由度選擇 劉玉長(zhǎng) 15 被控變量選擇原則 直接指標(biāo)測(cè)量滯后小 ， 選擇直接指標(biāo)為受控變量 選擇間接指標(biāo)時(shí)應(yīng)考慮 ① 工藝合理性 ② 測(cè)量滯后小 ， 對(duì)直接指標(biāo)有最大靈敏度 ③ 實(shí)施方便 直接指標(biāo)信號(hào)微弱 ， 可選用間接指標(biāo) 考慮國(guó)內(nèi)外儀表狀況 劉玉長(zhǎng) 16 操縱量的選擇 操縱量是克服擾動(dòng)影響、使系統(tǒng)重新恢復(fù)平穩(wěn)運(yùn)行的積極因素，應(yīng)該遵循快速、有效地克服干擾的原則去選擇操縱量。此時(shí)被控量是離心泵的實(shí)際排出液體的流量，擾動(dòng)因素主要有管道阻力特性的變化和泵的供電電壓的變化等。生產(chǎn)工藝往往對(duì)輸送的流體流量有定量的要求。傳熱過(guò)程中存在幾個(gè)串聯(lián)的熱阻，故換熱器是一個(gè)多容量對(duì)象，時(shí)間常數(shù)和滯后都比較大。 通常在選擇控制方案時(shí)，只有在簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)過(guò)程控制的要求時(shí)，才考慮采用兩個(gè)回路以上組成的復(fù)雜控制系統(tǒng)。 劉玉長(zhǎng) 4 過(guò)程控制系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)形式可分為單回路系統(tǒng)和多回路系統(tǒng)。劉玉長(zhǎng) 1 第四章 單回路控制系統(tǒng) 控制裝置 執(zhí)行器 過(guò) 程 + r(t) e(t) _ 檢測(cè)元件 、 變送器 比較機(jī)構(gòu) 控制器 q(t) 被控變量 c(t) 擾動(dòng) f(t) 廣義對(duì)象 測(cè)量值 y(t) u(t) 劉玉長(zhǎng) 2 過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 過(guò)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)的正確與否，直接影響到工程能否投入正常運(yùn)行。 對(duì)于過(guò)程控制系統(tǒng)而言， 控制方案的選擇和 調(diào)節(jié)器參數(shù)整定 是其兩個(gè)重要的內(nèi)容。 劉玉長(zhǎng) 5 在系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和整定中，單回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)是最基本的方法，適用于其他各類(lèi)復(fù)雜控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、整定和投運(yùn)。圖示為一個(gè)列管式換熱器，其中載流體的熱量首先傳給套管的內(nèi)壁，經(jīng)管壁傳導(dǎo)后再傳給冷流體。常見(jiàn)控制方案有下面兩種： (a) 方案一：控制載熱體流量 (b) 方案二：控制冷流體分流量 冷 流 F1,T1i 體 載熱體 F2,T2i T1O T20 TC F’1, T1 F1 T1O F2 TC 換熱器溫度控制 劉玉長(zhǎng) 9 離心泵的流量控制 離心泵是液體輸送的常用設(shè)備。生產(chǎn)工藝往往對(duì)輸送的流體流量有定量的要求。 劉玉長(zhǎng) 14 直接指標(biāo)選擇 1） 表征其質(zhì)量指標(biāo)是一個(gè)變量 ， 應(yīng)選用這個(gè)受控變量 。 ?要求 : 能 正確、及時(shí) 地反映被控量的狀況，提供操作人員判斷生產(chǎn)工況和系統(tǒng)進(jìn)行控制作用的依據(jù)。 系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行維持方法 通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)目刂崎y特性來(lái)保證【 原因：對(duì)象特性通常隨負(fù)荷 (工作點(diǎn) )而變，除控制器外系統(tǒng)中無(wú)其它可變部分 】 。 劉玉長(zhǎng) 27 數(shù)學(xué)分析法（舉例） 2Q k b h?12dhQ Q Adt??2220h b Qhb??? ? ? ? ???0002kb h k h bh? ? ? ?2220Q h bhb??? ? ? ? ???1 0 2 0 0 0Q Q k b h??12dhQ Q Adt?? ? ? ?120200()( ) ( )( ) ( ) ( )2d H sQ s Q s AdtkbQ s H s k h B sh??????? ????劉玉長(zhǎng) 28 數(shù)學(xué)分析法（舉例） 001 002()( ) 121PChkb KHsQ s T sAhskb????劉玉長(zhǎng) 29 數(shù)學(xué)分析法（舉例） 001 002()( ) 121PChkb KHsQ s T sAhskb????① 由于設(shè)定值擾動(dòng)引起工作點(diǎn)移動(dòng) 靜態(tài)特性的補(bǔ)償 0PKh?劉玉長(zhǎng) 30 數(shù)學(xué)分析法（舉例） 001 002()( ) 121PChkb KHsQ s T sAhskb????① 由于設(shè)定值擾動(dòng)引起工作點(diǎn)移動(dòng) 動(dòng)態(tài)特性的補(bǔ)償 劉玉長(zhǎng) 31 數(shù)學(xué)分析法（舉例） 001 002()( ) 121PChkb KHsQ s T sAhskb????② 由于出液閥開(kāi)度擾動(dòng)引起工作點(diǎn)移動(dòng) 劉玉長(zhǎng) 32 對(duì)數(shù) /拋物線 /蝶閥 R2 R1 R2 R1 R2 R1 Q1 Q2 數(shù)學(xué)分析法 :隨動(dòng)控制系統(tǒng) (設(shè)定值 R為干擾 ) ?對(duì)象 KP恒定，即被控量與控制閥輸出流量 Q成正比，則閥流量特性應(yīng)選線性； ?KP變化，且隨 Q增大反而減少，則應(yīng)選對(duì)數(shù) (或拋物線 /或蝶閥 )流量特性； ?KP變化，且隨 Q增大反而增大，則應(yīng)選快開(kāi)流量特性； Q y Q y Q y l Q l Q l Q 設(shè)定值 R改變 快開(kāi) 直線 劉玉長(zhǎng) 33 R R R Q1Q2Q3 數(shù)學(xué)分析法 :定值控制系統(tǒng) (負(fù)荷為干擾 ) ?對(duì)象 KP恒定，即被控量與控制閥輸出流量 Q成正比，則閥流量特性應(yīng)選線性； ?KP變化，且隨 Q增大反而減少，則應(yīng)選對(duì)數(shù) (或拋物線 /或蝶閥 )流量特性； ?KP變化，且隨 Q增大反而增大，則應(yīng)選快開(kāi)流量特性； y Q y l Q l Q l Q 負(fù)荷線 負(fù)荷線 y 負(fù)荷線 負(fù)荷改變 對(duì)數(shù) /拋物線 /蝶閥 快開(kāi) 直線 劉玉長(zhǎng) 34 數(shù)學(xué)分析法選控制閥流量特性注意事項(xiàng) ?不同擾動(dòng)引起的對(duì)象變化，要求補(bǔ)償用的流量特性可能是不一樣，甚至是相反的，所以應(yīng)根據(jù)引起工作點(diǎn)移動(dòng)的主要干擾來(lái)選取控制閥流量特性； ?采用分析推理方法得到的流量特性有時(shí)為快開(kāi)特性，考慮到快開(kāi)特性特點(diǎn)，一般用于雙位控制或程序控制而不適合于連續(xù)自動(dòng)調(diào)節(jié)，此時(shí)可用線性閥代替； ?生產(chǎn)實(shí)踐中，通常閥前后壓差是變化的，故選擇時(shí)還需考慮配管條件等對(duì)流量特性的影響。 ?被控介質(zhì)的流量特
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