【正文】 執(zhí)行器216。 模糊控制器的非線線性能與隸屬度函數(shù)總體的位置分布有密切關系，而每個隸屬度函數(shù)的寬度與位置又確定了每個規(guī)則的影響范圍，它們必須重疊，所以在設定一個語言變量的隸屬度函數(shù)時，所要考慮的因素為：隸屬度函數(shù)的個數(shù)、形狀、位置分布和相互重疊程度等?，F(xiàn)場控制系統(tǒng)中用比例微分作用的不多，較常見的是比例積分微分三作用控制規(guī)律（通常稱為PID控制）。有些系統(tǒng)由于反應太快，可加“反微分”，以降低系統(tǒng)的靈敏度。 積分作用的特點：消除余差，會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性；注意事項： 引入積分作用以后，能消除余差，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性必然會降低，所以在使用過程中應適當降低比例作用（增大比例度或降低比例增益） 當對象滯后很大時，可能控制時間較長、最大偏差也較大；負荷變化過于劇烈時，由于積分動作緩慢，使控制作用不及時，此時可增加微分作用 比例微分控制 PD積分控制最大的優(yōu)點是消除余差 最大的缺點是動作緩慢、產(chǎn)生相位滯后、穩(wěn)定性降低 比例控制規(guī)律和積分控制規(guī)律，都是根據(jù)已經(jīng)形成的被控變量與給定值的偏差而進行動作。 控制作用太強 222。 比例作用越強。振蕩頻率低，控制質量差；振蕩頻率高，影響執(zhí)行器的使用壽命。2. 因為流體對上、下兩閥芯上的作用力可以相互抵消，因此雙座閥具有允許壓差大3. 上、下兩閥芯不易同時關閉，因此泄漏量較大的特點。它的輸出特性有比例式及兩位式兩種。在實際使用過程中，當現(xiàn)場溫度、被測液體的濃度、固體介質的濕度或成分等發(fā)生變化時，介質的介電常數(shù)也會發(fā)生變化，應及時對儀表進行調整才能達到預想的測量精度說明：電容式液位計一般都是基于差壓原理測量的 核輻射式物位計 特點和要求 1. 核輻射式物位計屬于非接觸式物位測量儀表2. 適用于高溫、高壓、強腐蝕、劇毒等條件苛刻的場合3. 核射線還能夠直接穿透鋼板等介質，可用于高溫熔融金屬的液位測量4. 使用時幾乎不受溫度、壓力、電磁場的影響。對配有電遠傳裝置的轉子流量計，也可以把反應流量大小的轉子高度h轉換為電信號，傳送到其它儀表進行顯示、記錄或控制。當這個力正好等于轉子重量減去流體對轉子的浮力，此時轉子就停浮在一定的高度上。216。 節(jié)流裝置經(jīng)過長時間的使用，會因物理磨損或者化學腐蝕，造成幾何形狀和尺寸的變化，從而引起測量誤差，因此需要及時檢查和維修，必要時更換新的節(jié)流裝置 ——節(jié)流式流量計誤差產(chǎn)生的原因216。 孔板測量的壓損大，當不允許有較大的管道壓損時，便不宜采用。 環(huán)隙取壓單獨鉆孔取壓夾持環(huán)流體法蘭取壓和D－D/2取壓 D－D/2取壓裝置是設有取壓口的管段，上、下游取壓口軸線與孔板上游端面的距離分為D和D/2（D為管道的直徑） l1l2法蘭取壓l1(D)l2(D/2)D－D/2取壓法蘭取壓裝置是由一對帶有取壓口的法蘭組成 取壓口軸線距離孔板上、（1英寸）——節(jié)流式流量計的安裝 在各種標準的節(jié)流裝置中以標準孔板的應用最為廣泛，它具有結構簡單、安裝使用方便的特點，適用于大流量的測量。ε可膨脹性系數(shù)用來校正流體的可壓縮性，它與節(jié)流件前后壓力的相對變化量、流體的等熵指數(shù)等因素有關，其取值范圍小于等于1。標準節(jié)流件包括標準孔板、標準噴嘴和標準文丘里管。在啟用差壓變送器時，應先開平衡閥3，使正、負壓室連通，受壓相同，然后再打開切斷閥2，最后再關閉平衡閥3，變送器即可投入運行。最常見的接法是從管道水平位置接出，并分別安裝凝液罐，這樣兩根引壓管內(nèi)部都充滿冷凝液，而且液位高度相同。(a)液體 45176。例如：對腐蝕性較強的介質應使用像不銹鋼之類的彈性元件或敏感元件； 氨用壓力表則要求儀表的材料不允許采用銅或銅合金，因為氨氣對銅的腐蝕性極強； 又如 氧用壓力表在結構和材質上可以與普通壓力表完全相同，但要禁油，因為油進入氧氣系統(tǒng)極易引起爆炸。 智能型壓力變送器 壓力檢測儀表的選用和安裝 ——壓力檢測儀表的選用 三個方面——選用時應根據(jù)生產(chǎn)工藝對壓力檢測的要求、被測介質的特性、現(xiàn)場使用的環(huán)境等條件本著節(jié)約的原則合理地考慮儀表的量程、精度、類型（材質）等。 ——壓阻式（擴散硅）壓力/差壓變送器 因電阻率變化引起阻值變化稱為壓阻效應。 圖中應變片rr2的靜態(tài)性能完全相同。被測壓力介質從開口端進入并充滿彈簧管的整個內(nèi)腔，由于彈簧管的非圓橫截面，使它有變成圓形并伴有伸直的趨勢而產(chǎn)生力矩，其結果使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移，同時改變其中心角。但是膜片的位移較小，靈敏度低，指示精度不高。測量儀表的非線性誤差就是用來表征儀表的輸出量和輸入量的實際對應關系與理論直線的吻合程度?！碧柡汀埃ァ碧?，便可以用來確定儀表的精度等級。由于傳感器的輸出信號種類很多，而且信號往往很微弱，一般都需要經(jīng)過變送環(huán)節(jié)的進一步處理，把傳感器的輸出轉換成如0～10mA、4～20mA等標準統(tǒng)一的模擬量信號或者滿足特定標準的數(shù)字量信號，這種檢測儀表稱為變送器。物料輸送產(chǎn)生的純滯后比較容易理解，實際對象由于多容的存在也會使響應速度變慢，尤其是初始響應被大大延遲，在動態(tài)特性上也可近似作為純滯后看待。（其它參數(shù)不變）時間常數(shù)T是反映響應變化快慢或響應滯后的重要參數(shù)。 Du廣義對象DfDy K173。 K――放大系數(shù)，在階躍輸入作用下，對象輸出達到新的穩(wěn)定值時，輸出變化量與輸入變化量之比，也稱靜態(tài)增益。qo173。有時，為進一步分析對象特性，可對這些數(shù)據(jù)或曲線進行處理，使其轉化為描述對象特性的解析表達式。特點：形象、清晰，缺乏數(shù)學方程的解析性質（必要時須進行數(shù)學處理獲得參量模型）。主要包括： 平方誤差積分指標 時間乘平方誤差積分指標 絕對誤差積分指標 時間乘絕對誤差積分指標當這些值達到最小值的系統(tǒng)是某種意義下的最優(yōu)系統(tǒng)。幾種典型的過渡過程： 非周期衰減過程 214。 很明顯，單純用“靜態(tài)”的概念來衡量控制系統(tǒng)的品質指標是不充分的。變送器174。若反饋的結果是使系統(tǒng)的輸出減小，則稱為負反饋若反饋的結果是使系統(tǒng)的輸出增加，則稱為正反饋工業(yè)控制系統(tǒng)一般情況下都應為負反饋。如何工程實施？ ——即使一個象空調器溫度控制那么簡單的自動控制回路的實施？需要學習自動系統(tǒng)的設計、控制參數(shù)的整定……更復雜的控制回路如何工程實施？計算機控制是什么一回事？怎么樣來設計一個計算機控制系統(tǒng)？……[教學目的要求]：了解自控系統(tǒng)的組成、自控系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)運行的基本要求自動控制、系統(tǒng)的過渡過程和品質指標掌握方塊圖、管道及儀表流程[教學時數(shù)]：2[教學重點]：自控系統(tǒng)的組成、自控系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)運行的基本要求自動控制、系統(tǒng)的過渡過程和品質指標[教學難點]：方塊圖、管道及儀表流程[教學內(nèi)容]：第2章 自控系統(tǒng)基本概念 控制系統(tǒng)的 4 個基本環(huán)節(jié)： 被控對象、檢測儀表(測量變送環(huán)節(jié))、控制器、執(zhí)行器幾個常用術語 ：（1）被控對象：需要實現(xiàn)控制的設備、機械或生產(chǎn)過程稱為被控對象，簡稱對象。之后，經(jīng)過Wienner、Nichols等人的杰出貢獻，終于形成了經(jīng)典的反饋控制和頻域理論，并于20世紀50年代趨于成熟經(jīng)典控制理論建立在傳遞函數(shù)基礎上的，主要針對線性定常、SISO對象，基于反饋控制的主導思想，完成控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定任務。[教學目的要求]：了解何為(過程)自動化和自動化技術、自動化儀表的簡要發(fā)展過程掌握如何來構筑一個控制系統(tǒng) [教學重點]：自動化技術、自動化儀表的簡要發(fā)展過程[教學難點]：如何來構筑一個控制系統(tǒng)[教學時數(shù)]：1[教學內(nèi)容]：第一章 緒論 何為(過程)自動化：從工藝的眼光來看在工藝設備上，配備一些自動化裝置，用它們來代替操作人員的（部分）直接勞動，使生產(chǎn)在不同程度上按照規(guī)定的要求自動地進行，也即：用自動化裝置來管理設備（生產(chǎn)過程），使之正常運行換一種說法所謂自動化是使工藝參數(shù)保持在需要的值或者狀態(tài)上，或者使生產(chǎn)過程按照一定的程序或者步驟運行，保證生產(chǎn)過程運行在最佳狀態(tài)所謂“自動控制”是指應用自動化儀器儀表或自動控制裝置代替人自動地對儀器設備或工業(yè)生產(chǎn)過程進行控制，使之有目的地修正被控對象的動力學行為，以達到預期的狀態(tài)或滿足預期的性能要求。經(jīng)典控制理論最輝煌的成果首推PID控制規(guī)律，對于無時間延遲的SISO系統(tǒng)極為有效。（2）被控變量：對象內(nèi)要求保持一定數(shù)值（或按某一規(guī)律變化）的物理量稱為被控變量。 閉環(huán)與開環(huán) 閉環(huán)——系統(tǒng)的輸出被反饋到輸入端并與設定值進行比較的系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)，此時系統(tǒng)根據(jù)設定值與測量值的偏差進行控制，直至消除偏差開環(huán)——系統(tǒng)的輸出沒有被反饋回輸入端，執(zhí)行器僅只根據(jù)輸入信號進行控制的系統(tǒng)稱為開環(huán)系統(tǒng)，此時系統(tǒng)的輸出與設定值與測量值之間的偏差無關調節(jié)器被控對象測量變送裝置+－SP執(zhí)行器要實現(xiàn)自動控制，系統(tǒng)必須閉環(huán)。補償器174。 動態(tài)――被控變量隨時間變化的不平衡狀態(tài)。衰減振蕩過程 214。? 振蕩周期？影響過渡過程的主要因素?固定因素：對象特性 測量儀表特性 執(zhí)行器特性補償因素：控制器特性——這是自動控制的主要研究內(nèi)容以誤差性能指標的形式給出 建模的方法：機理建模、實驗建模、混合建模 機理建?！鶕?jù)物料、能量平衡、化學反應、傳熱傳質等基本方程，從理論上來推導建立數(shù)學模型。 混合建模——將機理建模與實驗建模結合起來，稱為混合建模。直至qi=qo可見該系統(tǒng)受到干擾以后，即使不加控制，最終自身是會回到新的平衡狀態(tài)，這種特性稱為“自衡特性”。K越大，表示輸入量對輸出量的影響越大。其它參數(shù)不變控制通道放大系數(shù) 干擾通道放大系數(shù) KO 越大 222。用T表示的響應滯后稱阻容滯后（容量滯后），T大反應慢，難以控制；T小反應塊。事實上，廣義等效的等效純滯后就包括了以上二個部分之和。有些時候，傳感器可以不經(jīng)過變送環(huán)節(jié)，直接通過顯示裝置把被測量顯示出來。目前，按照國家統(tǒng)一規(guī)定所劃分的儀表精度等級有： 。 通常非線性誤差用實際測得的輸入－輸出特性曲線（也稱為校準曲線）與理論直線的之間的最大偏差和測量儀表量程之比的百分數(shù)來表示：被測變量儀表輸出理論實際變 差在外界條件不變的情況下，使用同一儀表對被測變量在全量程范圍內(nèi)進行正反行程即逐漸由小到大和逐漸由大到?。y量時，對應于同一被測值的儀表輸出可能不等，二者之差的絕對值即為變差。膜片更多的是和其他轉換元件合起來使用，通過膜片和轉換元件把壓力轉換成電信號；波紋管 的位移相對較大，一般可在其頂端安裝傳動機構，帶動指針直接讀數(shù)。位移量（中心角改變量）和所加壓力有如下的函數(shù)關系： 可推得 式中θ0為彈簧管中心角的初始角；Δθ為受壓后中心角的改變量；R為彈簧管彎曲圓弧的外半徑；h為管壁厚度；a、b為彈簧管橢圓形截面的長、短半軸彈簧管自由端B的位移量一般很小，需要通過放大機構才能指示出來,為了加大彈簧管自由端的位移量，也可采用多圈彈簧管，其原理與單圈彈簧管相似。當膜片受到外力作用時，彈性筒軸向受壓，使應變片r1產(chǎn)生軸向應變，阻值變??；而應變片r2受到軸向壓縮，引起徑向拉伸，阻值變大。半導體材料的壓阻效應比較明顯。 ⑴量程 儀表的量程是指該儀表可按規(guī)定的精確度對被測量進行測量的范圍關鍵：根據(jù)被測參數(shù)的大小來確定，同時必須考慮到被測對象可能發(fā)生的異常超壓情況，對儀表的量程選擇必須留有足夠的余地。 2. 輸出信號類型只需觀察壓力變化的，可選如彈簧管壓力表、液柱式壓力計那樣的直接指示型的儀表；如需將壓力信號遠傳到控制室或其他電動儀表，則可選用電氣式壓力檢測儀表或其他具有電信號輸出的儀表；如果要檢測快速變化的壓力信號，則可選用電氣式壓力檢測儀表，如壓阻式壓力傳感器；如果控制系統(tǒng)要求能進行數(shù)字量通信，則可選用智能式壓力檢測儀表3. 使用環(huán)境 對爆炸性較強的環(huán)境，在使用電氣壓力儀表時，應選擇防爆型壓力儀表；對于溫度特別高或特別低、環(huán)境溫度變化大的場合，應選擇使用溫度適當、溫度系數(shù)小小的敏感元件以及其他變換元件。45176。差壓變送器引壓管的安裝引壓管應按最短距離敷設，引壓管的彎曲處應該是均勻的圓角，曲率半徑一般不小于引壓管外徑的10倍。差壓變送器需要停用檢修時，應先打開平衡閥，然后再關閉切斷閥2。對于標準化的節(jié)流件，在設計計算時都有統(tǒng)一標準的規(guī)定、要求和計算所需的有關數(shù)據(jù)及程序，可直接按照標準制造；安裝和使用時不必進行標定。對于不可壓縮性流體，ε＝1；對于可壓縮性流體，則ε＜1?？装宓淖畲笕秉c是流體流經(jīng)節(jié)流件后壓力損失較大，當工藝管路不允許有較大的壓力損失時，一般不宜選用孔板流量計。在一般場合下，仍采用孔板為多。 實際工況與設計要求不符，如：溫度、壓力、濕度以及相應的流體重度、粘度、雷諾數(shù)等參數(shù)數(shù)值發(fā)生變化，則會造成較大的誤差。 節(jié)流裝置的磨損，應注意日常檢查、維修，必要時應換用新的孔板。若流體流量突然由小變大時，作用在轉子上的向上的力就加大，轉子上升，環(huán)隙增大，即流通面積增大。 ——流量修正由于轉子流量計在生產(chǎn)的時候，是在工業(yè)基準狀態(tài)（20℃，）下用水或空氣進行刻度的。5. 但由于射線對