13控制變量的選擇(完整版)
【正文】 道 擾動變量至被控變量的信號聯(lián)系 K： 冷物料 熱物料 蒸汽 Q Δ Q Δ W W t t QWK??? QKW ???數(shù)學表達式 a 蒸汽加熱器系統(tǒng) b 溫度響應曲線 靜態(tài)特性參數(shù) （一）描述過程特性的參數(shù) 描述過程特性的參數(shù) 2. 時間常數(shù) T 以前圖直接蒸汽加熱器為例，假設(shè)蒸汽流量作階躍變化，階躍幅值為 Δ Q，熱物料出口溫度 W(t)隨蒸汽流量變化的曲線可用方程式表示 時間常數(shù)是動態(tài)參數(shù)，用來表征被控變量的快慢程度。 描述過程特性的參數(shù) )1()( TteQKtW ???考察 3. 滯后時間 τ 又稱為傳遞滯后。由圖 1可直接求出在干擾作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 )()(1)()()(sGsGsGsFsYpcf??)()()(1)()( sFsGsGsGsYpcf??()1fffkGsTs?? )1)(1()( 02010??? sTsTksGpcc ksG ?)(002010001)1)(1(111l i m )(l i m)(kkksTsTkksTksssYsycfcffss???????????????假定 f(t)為單位階躍干擾 , 則 F(s)=1/s。 按照根平面的分析 , 系統(tǒng)將增加兩個附加極點 1/Tf1及 1/Tf2, 這樣過渡過程的幅值將變?yōu)樵瓉淼?1/(Tf1 如圖 6所示 , 其中， 曲線 1為無純滯后 τf時的影響， 曲線 2為有純滯后 τf 時的影響。 對一個控制系統(tǒng)來說 , 在一定的穩(wěn)定程度 (即一定的衰減比 )下 , 系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)是一個常數(shù) , 即控制器放大倍數(shù) kc與廣義對象調(diào)節(jié)通道放大倍數(shù) k0的乘積。 由圖 1可得出單回路控制系統(tǒng)的 特征方程 為： 1+Gc(s)Gp(s)=0 為了便于分析 , 令 01)( 0020220201 ????? kksTTsTT c, )( cc ksG ?)1)(1()( 02010??? sTsTksGp將 Gc(s)、 Gp(s)代入上式可得 化為 標準二階系統(tǒng) (s2+2ζωns+ω2n=0)形式 , 得 0102010020102022 ?????TTkksTTTTs c于是可得 , 10201020 TTkk c???0201020102 TTTT ????這里 ω0為系統(tǒng)的 自然振蕩頻率 。 當控制通道存在有純滯后 τ0時 , 控制作用從 t1+τ0時刻才開始對干擾起抑制作用 , 而在此之前 , 系統(tǒng)由于得不到及時控制 , 因而被控變量只能任由干擾作用影響而不斷上升 (或下降 ), 其控制曲線為 E。 擾動通道 描述過程特性的參數(shù) （ 2）時間常數(shù) T對系統(tǒng)的影響 對于擾動通道， 時間常數(shù)大，擾動作用比較平緩，被控變量的變化比較平穩(wěn)，過程較易控制，系統(tǒng)質(zhì)量越高。 原則： （ 1） 控制變量必須可控 （ 2） 選擇通道放大倍數(shù)相對大的 （ 3）選擇通道時間常數(shù)相對小的（干擾通道 時間常數(shù)大些） （ 4）選擇通道的純滯后盡量小 （ 5）選擇使干擾點遠離被控變量而靠近控制閥 。時間常數(shù)太大或太小
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