【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 該對(duì)象為一階對(duì)象，試寫出描述該對(duì)象特性的微分方程（以重油出口溫度變化量為輸出、燃料 量 變化為輸入）及傳遞函數(shù)表達(dá)式。 t(min) 0 2 8 t(min） 溫度（0 C) 150 145 120 60?K m in202 ?????????? ??? ?? TeKA )28(1)28(? 解： ( ) ( 3 . 0 2 . 5 ) 1 5 0 1 2 0 3 0KA K? ? ? ? ? ? ? ?即 62 5 3 0 (1 ) 3 . 3 5 m i nTeT?? ? ? 由圖可知： 當(dāng) t=8min時(shí) ， θ =1450C,即被控變量在（ 82） min 內(nèi)的增量為（ 145120） 0C,故 因?qū)ο鬄橐浑A線性對(duì)象，故有 )( ???? tKxydtdyT)2( ??? txydtdy23 . 3 5 ( ) ( ) 6 0 ( ) ss Y s Y s X s e ???2( ) 6 0()( ) 3 . 3 5 1sYsG s eX s s???? 1控制規(guī)律 :控制器的輸出與其輸入的關(guān)系。工業(yè)上常用的控制規(guī)律有位式、比例式、比例積分式、比例微分式、比例積分微分式。它們各自的特點(diǎn)如下。 （ 1）位式 屬簡(jiǎn)單的控制規(guī)律，一般適用于控制質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合。 (2)比例式 克服干擾能力強(qiáng)，控制及時(shí)，過渡時(shí)間短。屬最基本的控制規(guī)律。其缺點(diǎn)是有余差。 適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝上允許存在余差的場(chǎng)合。 （ 3）比例積分式 積分作用可消除余差。缺點(diǎn)是穩(wěn)定性降低。 適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝要求不允許存在余差的場(chǎng)合。 （ 4）比例微分式 微分控制具超前作用，它能反應(yīng)偏差變化的速度。但穩(wěn)定性差。 適用于對(duì)象有較大容量滯后的場(chǎng)合。但對(duì)于滯后小、干擾頻繁、及測(cè)量信號(hào)噪聲嚴(yán)重的系統(tǒng)，則不適用。 （ 5）比例積分微分式 綜合了比例、積分、微分三者的優(yōu)點(diǎn)，適用于容量滯后較大、負(fù)荷變化大、控制要求高的場(chǎng)合。 什么是比例度？積分時(shí)間？微分時(shí)間？它們對(duì)過渡過程各有什么影響？ 答：（ 1）比例度 比例控制器輸入的相對(duì)變化量與其輸出的相對(duì)變化量之比的百分?jǐn)?shù)。 即 00m i nm a xm i nm a x 100??????uuuxxe??? 過大，控制作用太弱；過小，控制作用太強(qiáng)，易引起振蕩，不易穩(wěn)定，故要適中。 控制器的輸出追上階躍輸入偏差 e的幅值 A所需時(shí)間。 過大，積分作用太弱，不利于控制；過小，積分作用太強(qiáng)，易引起振蕩。 iT 控制器輸出信號(hào)比其輸入偏差信號(hào)超前的時(shí)間。 （ 3）微分時(shí)間 dT 過小，微分作用太弱；過大微分作用太強(qiáng)，震蕩加劇，不易穩(wěn)定。 dT（ 2）積分時(shí)間 Ti 2某比例式液位控制器，其液位的測(cè)量范圍為0~，控制器輸出變化范圍為 0~100％，但測(cè)量值從 ，控制器輸出從 50％變化到 70％，試求該比例控制器的比例度。 解： 0000 0 10 0 83 1???? ? ?? 2某比例式溫度控制器，其測(cè)量值變化范圍為 0~10000C，控制器輸出變化范圍為 0~100％，若控制器的比例度為 50％，當(dāng)測(cè)量值變化 1000C時(shí)，控制器的輸出相應(yīng)變化多少？ 0000 100010001 0 0 010050 ?????u解： 0 020u?? 2試畫出在下圖所示的矩形脈沖輸入信號(hào)作用下，比例積分控制器（ KP= Ti=2min)的輸出響應(yīng)曲線。假定控制器輸出信號(hào)與輸入信號(hào)范圍相同，要求標(biāo)出各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的坐標(biāo)。 2 4 10 mint 解： 10 20 2 4 t(min) 第二分鐘時(shí)， e進(jìn)入，比例作用使 u增至 10（ Kp=1) 然后積分控制起作用， 2min后追上 e的幅值，第 4min時(shí)，e=0積分作用保持不變?yōu)?10（比例作用消失 )。 某控制規(guī)律為 PID的控制器，初始（穩(wěn)態(tài)）輸出為 50％，當(dāng)輸入信號(hào)突然增加 10％階躍時(shí)（給定值不變），輸出變?yōu)?60％，隨后輸出線性上升，經(jīng) 3min輸出為 80％，試求其 Kp、 Ti、 Td。 )( ???tu解：初始 0 050u ? (設(shè) 為 零）不變（為零）， () ?比例作用 pu K e? 0 .1 0 .1 pK?即 1pK ? 進(jìn)入的瞬間 ，比例和微分同時(shí)起作用。因輸出線性上升，說明無微分作用， e0?dT比例積分作用 ?????? ?? ? e d tTeKuip1301 ( ) 1 ( ) iidtTT? ? ? ? ? ??1 .5 m iniT ? e 0 t 10 (％ ) 0 3 t 50 60 80 u (％ ) 純積分作用 301 0 .3( 0 .8 0 .6 ) 0 .1iidtTT? ? ??1 .5 m iniT ? 3試畫出在下圖所示的輸入信號(hào)作用下，比例微分控制器的輸出響應(yīng)曲線。 解： udutmtKpmTK dp)( dtdeTeKu dp ??etmtmte? 第三章 4 、某控制系統(tǒng)根據(jù)工藝要求，需要選擇一個(gè)量程為0~100m3h1的流量計(jì)，流量檢測(cè)誤差小于 ,試問選擇何種精度等級(jí)的流量計(jì)才能滿足要求？ ?解： ，若選 ，其絕對(duì)誤差為 而 ，其絕對(duì)誤差為 310 01 0 0 0 . 5 0 . 5 mh? ?? ? ? ? ? 10 0 10 0 0??? ? ? ??超出了 的范圍； 31001 0 0 1 . 0 1 . 0 mh? ?? ? ? ? 310 .6 mh ??其絕對(duì)值小于 故應(yīng)選 。 ,mh ? 某控制系統(tǒng)中有一個(gè)量程為 精度等級(jí)為，該儀表在整個(gè)量程范圍內(nèi)的絕對(duì)誤差變化范圍為 試問該變送器能否直接繼續(xù)被原控制系統(tǒng)使用？為什么？若不能，則應(yīng)作何處理？ 2 0 1 0 0 、akp0 .5 0 .4 ,akp??解： 該儀表最大相對(duì)百分誤差為 0000m a x 6 2 0 0201 0 0 ???????A?可見其精度等級(jí)為 ，已不能滿足工藝要求。 要繼續(xù)使用，可減小其量程。 [或 ???大于（ 10020） %=，超出了工藝要求。 ] 0000m a x 6 2 0 0 ???A在相對(duì)誤差不變的情況下，減小 A， max?亦減小。 即 006 2 ?A量程范圍 646 00??A即把量程調(diào)整為 20～ 84 akP。解：（ 1） 0～ 1600 儀表，量程范圍內(nèi)的最大絕對(duì)誤差為 000 0m a x ( 1 6 0 0 0 ) 1 1 6 1 0CC? ? ? ? ? ?，不可用。 0～ 1000 C0 儀表， C000m a x 101)01000( ?????，可用。 某溫度控制系統(tǒng)，最高溫度 7000C,要求測(cè)量的絕對(duì)誤差不超過 現(xiàn)有兩臺(tái)量程分別為 0~16000C和 0~10000C的 的溫度檢測(cè)儀表，試問應(yīng)選哪臺(tái)更合適？如果有量程均為0~10000C、精度等級(jí)分別為 ，則又該選哪臺(tái)儀表更合適？試說明理由。