化工儀表及其自動化控制第七章簡單控制系統(tǒng)(存儲版)
【正文】 當不存在臨界比例度、臨界比例度過小、不允許等幅振蕩時，該方法不適用。但是，積分時間過小引起的振蕩，周期較長；比例度過小引起的振蕩，周期較短；微分時間過大引起的振蕩周期最短 三種振蕩曲線比較圖 比例度 、 積分時間過大比較圖 被控變量 被控變量 比例度過大或積分時間過大，都會使過渡過程變化緩慢，一般來說，比例度過大，曲線波動較劇烈、不規(guī)則地、較大幅度地偏離給定值，形狀像波浪般起伏變化，如圖曲線a所示。一般以被控變量來回波動兩次達到穩(wěn)定，就可以近似地認為達到 4： 1衰減過程了。 什么是“參數(shù)整定”？ y t 4:1 y t 10:1 參數(shù)整定方法：理論計算、工程整定（又叫經(jīng)驗整定方法，分為臨界比例度法、衰減曲線法、經(jīng)驗湊試法） — 化工儀表以自動化 — 22 臨界比例度法 先將控制器放在純比例作用，在干擾作用下，從大到小地逐漸改變控制器的比例度，直至系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩，這時的比例度稱為 臨界比例度 δ K，周期稱為 臨界振蕩周期 Tk。當輸入增加時 ， 輸出也增加 ， 則稱該環(huán)節(jié)為 “ 正作用 ” 方向；反之 ， 當環(huán)節(jié)的輸人增加時 ， 輸出減小 ， 則稱該環(huán)節(jié)為 “ 反作用 ” 方向 。 缺點：有可能會使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩 ， 嚴重時使系統(tǒng)失控而發(fā)生事故 。為此 ， 應通過合理選擇操縱變量 ， 使控制通道的放大倍數(shù)適當大 、 時間常數(shù)適當小 (但不宜過小 ， 否則易引起振蕩 )、 純滯后時間盡量小 。 被控變量應能被測量出來 ， 并具有足夠大的靈敏度 。 精餾塔系統(tǒng)的被控變量選擇 — 化工儀表以自動化 — 6 ? 要有代表性 。 簡單控制系統(tǒng)的被控變量應避免和其他控制系統(tǒng)的被控變量有關聯(lián) （ 耦合 )關系 。 被控變量選擇的一般原則 — 化工儀表以自動化 — 7 操縱變量與干擾變量 第三節(jié) 操縱 變量的選擇 Q入 T入 X入 QZ F TH 被控變量 TD 影響塔頂溫度的各種輸入示意圖 被控對象 原則上， 在諸多影響被控變量的輸入中選擇一個對被控變量 影響顯著 而且 可控性良好 的輸入作為 控制變量 后，其它所有未被選中的輸入則成了為系統(tǒng)的 干擾變量 。 一般說來不宜選擇生產(chǎn)負荷作為控制變量 ， 因為生產(chǎn)負荷直接關系到產(chǎn)品的產(chǎn)量 ， 是不宜經(jīng)常波動的 。 ? 比例積分控制 優(yōu)點：系統(tǒng)在過渡過程結(jié)束時無余差 缺點：系統(tǒng)的超調(diào)量 、 振蕩周期都會相應增大 ， 過渡時間也會相應增加 。 初步投運過程基本結(jié)束 。 — 化工儀表以自動化 — 23 衰減曲線法 將控制器放在純比例作用，在干擾作用下，從大到小地逐漸改變控制器的比例度，直至系統(tǒng)出現(xiàn) 4： 1衰減比為止，這時的比例度稱為 衰減比例度 δ S ，周期稱為 衰減周期 Ts。如果曲線通過非周期的不正常路徑，慢慢地回復到給定值，這說明積分時間過大，如圖曲線 b所示。 (3) 對于反應快的系統(tǒng)，如流量、管道壓力和小容量的液位控制等，要在記錄曲線上嚴格得到 4： 1衰減曲線比較困難。 對于簡單控制系統(tǒng)來說，一般希望過渡過程呈 4:1至 10:1的衰減振蕩過程。 所謂作用方向 ， 就是指輸入變化后 ， 輸出的變化方向 。 — 化工儀表以自動化 — 16 ? 比例微分控制 優(yōu)點：利用微分超前的作用 ， 在被控對象具有較大滯后的場合下 ， 將會有效地改善擔制質(zhì)量 。 ? 操縱變量一般應比其他干擾對被控變量的影響更加 靈敏 。 ? 靈敏度要高 。 選擇被控變量 選擇被控變量
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