【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(guān)系，而每個(gè)隸屬度函數(shù)的寬度與位置又確定了每個(gè)規(guī)則的影響范圍，它們必須重疊，所以在設(shè)定一個(gè)語言變量的隸屬度函數(shù)時(shí)，所要考慮的因素為：隸屬度函數(shù)的個(gè)數(shù)、形狀、位置分布和相互重疊程度等。現(xiàn)場(chǎng)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(yīng)太快，可加“反微分”，以降低系統(tǒng)的靈敏度。 積分作用的特點(diǎn)：消除余差，會(huì)降低系統(tǒng)穩(wěn)定性；注意事項(xiàng)： 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(huì)降低，所以在使用過程中應(yīng)適當(dāng)降低比例作用（增大比例度或降低比例增益） 當(dāng)對(duì)象滯后很大時(shí)，可能控制時(shí)間較長(zhǎng)、最大偏差也較大；負(fù)荷變化過于劇烈時(shí)，由于積分動(dòng)作緩慢，使控制作用不及時(shí)，此時(shí)可增加微分作用 比例微分控制 PD積分控制最大的優(yōu)點(diǎn)是消除余差 最大的缺點(diǎn)是動(dòng)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(jìn)行動(dòng)作。 控制作用太強(qiáng) 222。 比例作用越強(qiáng)。振蕩頻率低，控制質(zhì)量差；振蕩頻率高，影響執(zhí)行器的使用壽命。2. 因?yàn)榱黧w對(duì)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(shí)關(guān)閉，因此泄漏量較大的特點(diǎn)。它的輸出特性有比例式及兩位式兩種。在實(shí)際使用過程中，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)溫度、被測(cè)液體的濃度、固體介質(zhì)的濕度或成分等發(fā)生變化時(shí)，介質(zhì)的介電常數(shù)也會(huì)發(fā)生變化，應(yīng)及時(shí)對(duì)儀表進(jìn)行調(diào)整才能達(dá)到預(yù)想的測(cè)量精度說明：電容式液位計(jì)一般都是基于差壓原理測(cè)量的 核輻射式物位計(jì) 特點(diǎn)和要求 1. 核輻射式物位計(jì)屬于非接觸式物位測(cè)量?jī)x表2. 適用于高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕、劇毒等條件苛刻的場(chǎng)合3. 核射線還能夠直接穿透鋼板等介質(zhì)，可用于高溫熔融金屬的液位測(cè)量4. 使用時(shí)幾乎不受溫度、壓力、電磁場(chǎng)的影響。對(duì)配有電遠(yuǎn)傳裝置的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，也可以把反應(yīng)流量大小的轉(zhuǎn)子高度h轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳送到其它儀表進(jìn)行顯示、記錄或控制。當(dāng)這個(gè)力正好等于轉(zhuǎn)子重量減去流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力，此時(shí)轉(zhuǎn)子就停浮在一定的高度上。216。 節(jié)流裝置經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用，會(huì)因物理磨損或者化學(xué)腐蝕，造成幾何形狀和尺寸的變化，從而引起測(cè)量誤差，因此需要及時(shí)檢查和維修，必要時(shí)更換新的節(jié)流裝置 ——節(jié)流式流量計(jì)誤差產(chǎn)生的原因216。 孔板測(cè)量的壓損大，當(dāng)不允許有較大的管道壓損時(shí)，便不宜采用。 環(huán)隙取壓?jiǎn)为?dú)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(shè)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(duì)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(jì)的安裝 在各種標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流裝置中以標(biāo)準(zhǔn)孔板的應(yīng)用最為廣泛，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便的特點(diǎn)，適用于大流量的測(cè)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(duì)變化量、流體的等熵指數(shù)等因素有關(guān)，其取值范圍小于等于1。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件包括標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴和標(biāo)準(zhǔn)文丘里管。在啟用差壓變送器時(shí)，應(yīng)先開平衡閥3，使正、負(fù)壓室連通，受壓相同，然后再打開切斷閥2，最后再關(guān)閉平衡閥3，變送器即可投入運(yùn)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(duì)腐蝕性較強(qiáng)的介質(zhì)應(yīng)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?yàn)榘睔鈱?duì)銅的腐蝕性極強(qiáng)； 又如 氧用壓力表在結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上可以與普通壓力表完全相同，但要禁油，因?yàn)橛瓦M(jìn)入氧氣系統(tǒng)極易引起爆炸。 智能型壓力變送器 壓力檢測(cè)儀表的選用和安裝 ——壓力檢測(cè)儀表的選用 三個(gè)方面——選用時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)壓力檢測(cè)的要求、被測(cè)介質(zhì)的特性、現(xiàn)場(chǎng)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(zhì)）等。 ——壓阻式（擴(kuò)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(yīng)。 圖中應(yīng)變片rr2的靜態(tài)性能完全相同。被測(cè)壓力介質(zhì)從開口端進(jìn)入并充滿彈簧管的整個(gè)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(shì)而產(chǎn)生力矩，其結(jié)果使彈簧管的自由端產(chǎn)生位移，同時(shí)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(cè)量?jī)x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(shí)際對(duì)應(yīng)關(guān)系與理論直線的吻合程度。”號(hào)和“％”號(hào)，便可以用來確定儀表的精度等級(jí)。由于傳感器的輸出信號(hào)種類很多，而且信號(hào)往往很微弱，一般都需要經(jīng)過變送環(huán)節(jié)的進(jìn)一步處理，把傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成如0～10mA、4～20mA等標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的模擬量信號(hào)或者滿足特定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量信號(hào)，這種檢測(cè)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(shí)際對(duì)象由于多容的存在也會(huì)使響應(yīng)速度變慢，尤其是初始響應(yīng)被大大延遲，在動(dòng)態(tài)特性上也可近似作為純滯后看待。（其它參數(shù)不變）時(shí)間常數(shù)T是反映響應(yīng)變化快慢或響應(yīng)滯后的重要參數(shù)。 Du廣義對(duì)象DfDy K173。 K――放大系數(shù)，在階躍輸入作用下，對(duì)象輸出達(dá)到新的穩(wěn)定值時(shí)，輸出變化量與輸入變化量之比，也稱靜態(tài)增益。qo173。有時(shí)，為進(jìn)一步分析對(duì)象特性，可對(duì)這些數(shù)據(jù)或曲線進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)化為描述對(duì)象特性的解析表達(dá)式。特點(diǎn)：形象、清晰，缺乏數(shù)學(xué)方程的解析性質(zhì)（必要時(shí)須進(jìn)行數(shù)學(xué)處理獲得參量模型）。主要包括： 平方誤差積分指標(biāo) 時(shí)間乘平方誤差積分指標(biāo) 絕對(duì)誤差積分指標(biāo) 時(shí)間乘絕對(duì)誤差積分指標(biāo)當(dāng)這些值達(dá)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(zhì)指標(biāo)是不充分的。變送器174。若反饋的結(jié)果是使系統(tǒng)的輸出減小，則稱為負(fù)反饋若反饋的結(jié)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(yīng)為負(fù)反饋。如何工程實(shí)施？ ——即使一個(gè)象空調(diào)器溫度控制那么簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制回路的實(shí)施？需要學(xué)習(xí)自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、控制參數(shù)的整定……更復(fù)雜的控制回路如何工程實(shí)施？計(jì)算機(jī)控制是什么一回事？怎么樣來設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)？……[教學(xué)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(yùn)行的基本要求自動(dòng)控制、系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)掌握方塊圖、管道及儀表流程[教學(xué)時(shí)數(shù)]：2[教學(xué)重點(diǎn)]：自控系統(tǒng)的組成、自控系統(tǒng)的分類、系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求自動(dòng)控制、系統(tǒng)的過渡過程和品質(zhì)指標(biāo)[教學(xué)難點(diǎn)]：方塊圖、管道及儀表流程[教學(xué)內(nèi)容]：第2章 自控系統(tǒng)基本概念 控制系統(tǒng)的 4 個(gè)基本環(huán)節(jié)： 被控對(duì)象、檢測(cè)儀表(測(cè)量變送環(huán)節(jié))、控制器、執(zhí)行器幾個(gè)常用術(shù)語 ：（1）被控對(duì)象：需要實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)備、機(jī)械或生產(chǎn)過程稱為被控對(duì)象，簡(jiǎn)稱對(duì)象。之后，經(jīng)過Wienner、Nichols等人的杰出貢獻(xiàn)，終于形成了經(jīng)典的反饋控制和頻域理論，并于20世紀(jì)50年代趨于成熟經(jīng)典控制理論建立在傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上的，主要針對(duì)線性定常、SISO對(duì)象，基于反饋控制的主導(dǎo)思想，完成控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定任務(wù)。[教學(xué)目的要求]：了解何為(過程)自動(dòng)化和自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化儀表的簡(jiǎn)要發(fā)展過程掌握如何來構(gòu)筑一個(gè)控制系統(tǒng) [教學(xué)重點(diǎn)]：自動(dòng)化技術(shù)、自動(dòng)化儀表的簡(jiǎn)要發(fā)展過程[教學(xué)難點(diǎn)]：如何來構(gòu)筑一個(gè)控制系統(tǒng)[教學(xué)時(shí)數(shù)]：1[教學(xué)內(nèi)容]：第一章 緒論 何為(過程)自動(dòng)化：從工藝的眼光來看在工藝設(shè)備上，配備一些自動(dòng)化裝置，用它們來代替操作人員的（部分）直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上按照規(guī)定的要求自動(dòng)地進(jìn)行，也即：用自動(dòng)化裝置來管理設(shè)備（生產(chǎn)過程），使之正常運(yùn)行換一種說法所謂自動(dòng)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(yùn)行，保證生產(chǎn)過程運(yùn)行在最佳狀態(tài)所謂“自動(dòng)控制”是指應(yīng)用自動(dòng)化儀器儀表或自動(dòng)控制裝置代替人自動(dòng)地對(duì)儀器設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，使之有目的地修正被控對(duì)象的動(dòng)力學(xué)行為，以達(dá)到預(yù)期的狀態(tài)或滿足預(yù)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(duì)于無時(shí)間延遲的SISO系統(tǒng)極為有效。（2）被控變量：對(duì)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(shè)定值進(jìn)行比較的系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定值與測(cè)量值的偏差進(jìn)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(hào)進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱為開環(huán)系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)的輸出與設(shè)定值與測(cè)量值之間的偏差無關(guān)調(diào)節(jié)器被控對(duì)象測(cè)量變送裝置+－SP執(zhí)行器要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，系統(tǒng)必須閉環(huán)。補(bǔ)償器174。 動(dòng)態(tài)――被控變量隨時(shí)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(duì)象特性 測(cè)量?jī)x表特性 執(zhí)行器特性補(bǔ)償因素：控制器特性——這是自動(dòng)控制的主要研究?jī)?nèi)容以誤差性能指標(biāo)的形式給出 建模的方法：機(jī)理建模、實(shí)驗(yàn)建模、混合建模 機(jī)理建?！鶕?jù)物料、能量平衡、化學(xué)反應(yīng)、傳熱傳質(zhì)等基本方程，從理論上來推導(dǎo)建立數(shù)學(xué)模型。 混合建?！獙C(jī)理建模與實(shí)驗(yàn)建模結(jié)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(huì)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(duì)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(yīng)滯后稱阻容滯后（容量滯后），T大反應(yīng)慢，難以控制；T小反應(yīng)塊。事實(shí)上，廣義等效的等效純滯后就包括了以上二個(gè)部分之和。有些時(shí)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(cè)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(jí)有： 。 通常非線性誤差用實(shí)際測(cè)得的輸入－輸出特性曲線（也稱為校準(zhǔn)曲線）與理論直線的之間的最大偏差和測(cè)量?jī)x表量程之比的百分?jǐn)?shù)來表示：被測(cè)變量?jī)x表輸出理論實(shí)際變 差在外界條件不變的情況下，使用同一儀表對(duì)被測(cè)變量在全量程范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程即逐漸由小到大和逐漸由大到?。y(cè)量時(shí)，對(duì)應(yīng)于同一被測(cè)值的儀表輸出可能不等，二者之差的絕對(duì)值即為變差。膜片更多的是和其他轉(zhuǎn)換元件合起來使用，通過膜片和轉(zhuǎn)換元件把壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；波紋管 的位移相對(duì)較大，一般可在其頂端安裝傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)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(guān)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(zhǎng)、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(jī)構(gòu)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(dāng)膜片受到外力作用時(shí)，彈性筒軸向受壓，使應(yīng)變片r1產(chǎn)生軸向應(yīng)變，阻值變小；而應(yīng)變片r2受到軸向壓縮，引起徑向拉伸，阻值變大。半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)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(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量的范圍關(guān)鍵：根據(jù)被測(cè)參數(shù)的大小來確定，同時(shí)必須考慮到被測(cè)對(duì)象可能發(fā)生的異常超壓情況，對(duì)儀表的量程選擇必須留有足夠的余地。 2. 輸出信號(hào)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(jì)那樣的直接指示型的儀表；如需將壓力信號(hào)遠(yuǎn)傳到控制室或其他電動(dòng)儀表，則可選用電氣式壓力檢測(cè)儀表或其他具有電信號(hào)輸出的儀表；如果要檢測(cè)快速變化的壓力信號(hào)，則可選用電氣式壓力檢測(cè)儀表，如壓阻式壓力傳感器；如果控制系統(tǒng)要求能進(jìn)行數(shù)字量通信，則可選用智能式壓力檢測(cè)儀表3. 使用環(huán)境 對(duì)爆炸性較強(qiáng)的環(huán)境，在使用電氣壓力儀表時(shí)，應(yīng)選擇防爆型壓力儀表；對(duì)于溫度特別高或特別低、環(huán)境溫度變化大的場(chǎng)合，應(yīng)選擇使用溫度適當(dāng)、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(yīng)按最短距離敷設(shè)，引壓管的彎曲處應(yīng)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(shí)，應(yīng)先打開平衡閥，然后再關(guān)閉切斷閥2。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化的節(jié)流件，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)都有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、要求和計(jì)算所需的有關(guān)數(shù)據(jù)及程序，可直接按照標(biāo)準(zhǔn)制造；安裝和使用時(shí)不必進(jìn)行標(biāo)定。對(duì)于不可壓縮性流體，ε＝1；對(duì)于可壓縮性流體，則ε＜1。孔板的最大缺點(diǎn)是流體流經(jīng)節(jié)流件后壓力損失較大，當(dāng)工藝管路不允許有較大的壓力損失時(shí)，一般不宜選用孔板流量計(jì)。在一般場(chǎng)合下，仍采用孔板為多。 實(shí)際工況與設(shè)計(jì)要求不符，如：溫度、壓力、濕度以及相應(yīng)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(huì)造成較大的誤差。 節(jié)流裝置的磨損，應(yīng)注意日常檢查、維修，必要時(shí)應(yīng)換用新的孔板。若流體流量突然由小變大時(shí)，作用在轉(zhuǎn)子上的向上的力就加大，轉(zhuǎn)子上升，環(huán)隙增大，即流通面積增大。 ——流量修正由于轉(zhuǎn)子流量計(jì)在生產(chǎn)的時(shí)候，是在工業(yè)基準(zhǔn)狀態(tài)（20℃，）下用水或空氣進(jìn)行刻度的。5. 但由于射線對(duì)