過(guò)程控制技術(shù)及應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-05-27 12:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)器 。 被控對(duì)象 變送器 測(cè)量元件 給定值 調(diào)節(jié)器 (顯示 ) 執(zhí)行器 24 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)方框圖 控制系統(tǒng)的方框圖 在研究控制系統(tǒng)時(shí) 。 為了能夠更清楚地表示出控制系統(tǒng)中各個(gè)組成部分之間的相互影響和信息聯(lián)系 ， 一般用方框圖來(lái)表示控制系統(tǒng)的組成和作用 。 25 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)方框圖 被控變量 y：指需要控制的工藝參數(shù)，如鍋爐汽包的水位、反應(yīng)器的溫度、物料流量等。 給定值 (或設(shè)定值 )ys：對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)過(guò)程中被控變量的期望值。可由調(diào)節(jié)器內(nèi)部或由外界給定。 測(cè)量值 ym： 由檢側(cè)元件得到的被控變量的實(shí)際值。 操縱變量 (或控制變量 )m：受控于調(diào)節(jié)閥，用以克服干擾影響，具體實(shí)現(xiàn)控制作用的變量，它是調(diào)節(jié)閥的輸出。 控制信號(hào) u：控制器將偏差按一定規(guī)律計(jì)算得到的量。 26 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 例： 畫(huà)出右圖反應(yīng)器控制系統(tǒng)的方框圖，并指出被控對(duì)象、被控變量、操縱變量及可能影響被控變量的干擾。 控制系統(tǒng)方框圖 27 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)的分類 控制系統(tǒng)的分類： 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類方法有很多。 按被控變量的不同 ，可以分為溫度控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)、成分控制系統(tǒng)等。 按調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律 ，可分為比例控制系統(tǒng)、比例積分控制系統(tǒng)、比例微分控制系統(tǒng)、比例微分積分控制系統(tǒng)等。 但是，在分析自動(dòng)控制系統(tǒng)的特性時(shí)，常常采用下述幾種分類方法。 28 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)的分類 按給定值的特點(diǎn)劃分 定值控制系統(tǒng) 給定值是恒定不變的 ， 控制系統(tǒng)的輸出 (即被控變量 )應(yīng)穩(wěn)定在與給定值相對(duì)應(yīng)的工藝指標(biāo)上 ， 或在規(guī)定工藝指標(biāo)的上下一定范圍內(nèi)變化 。 定值控制系統(tǒng)是生產(chǎn)過(guò)程控制中最常見(jiàn)的 。 隨動(dòng)控制系統(tǒng) 給定值的變化是隨機(jī)的 。 這類系統(tǒng)的主要任務(wù)是使被控變量能夠迅速地 、準(zhǔn)確無(wú)誤地跟蹤給定值的變化 ， 因此這類系統(tǒng)又稱為自動(dòng)跟蹤系統(tǒng) 。 程序控制系統(tǒng) 給定值按一定的時(shí)間程序性地變化 。 這類系統(tǒng)在間歇生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用比較廣泛 。 29 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)的分類 按輸出變量對(duì)操縱變量影響分 閉環(huán)控制 這種系統(tǒng)輸出信號(hào)的改變返回來(lái)影響操縱變量 ， 操縱變量不是獨(dú)立存在的 ， 它依賴于輸出變量 。 閉環(huán)控制系統(tǒng)的最常見(jiàn)形式是負(fù)反饋控制系統(tǒng) （ 當(dāng)操縱變量使系統(tǒng)的輸出信號(hào)增大時(shí) ， 反饋影響操縱變量的結(jié)果使輸出信號(hào)減小 ） 。 工業(yè)控制系統(tǒng)絕大多數(shù)是閉環(huán)控制系統(tǒng) 。 開(kāi)環(huán)控制 操縱變量不受系統(tǒng)輸出信號(hào)的影響 。為了使系統(tǒng)的輸出滿足事先規(guī)定的要求 ， 必須周密而精確地計(jì)算操縱本來(lái)的變化規(guī)律 。 一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng) ， 當(dāng)反饋回路斷開(kāi)或調(diào)節(jié)器臵于“ 手操 ” 位臵時(shí) ， 就成為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 。 30 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)的分類 按系統(tǒng)的復(fù)雜程度劃分 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 這類控制系統(tǒng)只有一個(gè)簡(jiǎn)單的反饋回路，所以也可稱為單回路控制系統(tǒng)。 復(fù)雜控制系統(tǒng) 工程上的控制系統(tǒng)常常比較復(fù)雜，它們可表現(xiàn)為在系統(tǒng)中包含多個(gè)調(diào)節(jié)器、檢測(cè)變送器或執(zhí)行器，從而形成系統(tǒng)中存在有多個(gè)回路或者在系統(tǒng)中存在有多個(gè)輸入信號(hào)和多個(gè)輸出信號(hào)。 31 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)的分類 32 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)的分類 按系統(tǒng)克服干擾的方法分 反饋控制系統(tǒng) 當(dāng)干擾使系統(tǒng)的被控變量發(fā)生改變時(shí) ， 被控變量反饋至系統(tǒng)輸入端與給定值相比較并得到偏差信號(hào) ， 經(jīng)調(diào)節(jié)器及調(diào)節(jié)閥影響操縱變量以減弱或消除被控變量的變化 。 前饋控制系統(tǒng) 當(dāng)干擾引起被控對(duì)象的輸出 y2改變時(shí) ， 控制系統(tǒng)測(cè)得干擾信號(hào)的大小 ， 并輸入前饋補(bǔ)償器 (或稱前饋控制器 )， 由前饋補(bǔ)償器的輸出去控制操縱變量二 ， 引起被控對(duì)象輸出 y1的改變 ， 并且 y1與 y2的方向相反 ， 33 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)的分類 由此減弱或消除被控變量 y受干擾影響而產(chǎn)生的變 化。當(dāng)前饋完全補(bǔ)償時(shí)，有 y=y1 ＋ y2=0。 34 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 前饋－反饋控制系統(tǒng) 當(dāng)以上兩種控制系統(tǒng)復(fù)合在一起時(shí) ， 就構(gòu)成了前饋一反饋控制系統(tǒng) 。 這種系統(tǒng)當(dāng)受到干擾的影響時(shí) ， 可以通過(guò)前饋控制器使被控變量不變 ， 若前饋補(bǔ)償不完全或受其他因素影響 ，還可以通過(guò)反饋控制系統(tǒng)加以修正 。 控制系統(tǒng)的分類 35 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 控制系統(tǒng)的分類
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