企業(yè)信息化第二章ppt課件-資料下載頁
2025-01-19 20:06本頁面
【正文】 ++溫度測量變送( + )燃料控制閥( + )T ( t )u ( t ) Rf ( t ) 加熱爐控制通道( + )D ( t )回路判別法的要點： （ 1）反饋回路中負增益環(huán)節(jié)（包括比較器）數(shù)為奇數(shù)； （ 2）對控制器而言，“正作用”是指 Tm↑→ u↑。 PID控制器設(shè)計 1 工業(yè) PID控制器的選擇 被控參數(shù) 控制器 備注 溫度 / 成分 PID *1 流量 / 壓力 PI 液位 / 料位 P *1：當工業(yè)對象具有較大的滯后時，可引入微分作用；但如果測量噪聲較大，則應先對測量信號進行一階或平均濾波。 PID控制器設(shè)計 工業(yè) PID控制器參數(shù)的整定 ?經(jīng)驗法 ?臨界比例度法 ?響應曲線法 ?ZieglerNichols參數(shù)整定法 ?1/4準則 ?控制系統(tǒng)的簡單介紹 ?簡單控制算法－ PID的基本原理 ?簡單控制 ——前饋控制 ?串級控制 前饋控制的概念 D1Dn前饋控制器對象uyD1， …… ， Dn為可測擾動； u， y分別為被控對象的操作變量與受控變量。 前饋思想 ：在擾動還未影響輸出以前，直接改變操作變量，以使輸出不受或少受外部擾動的影響。 前饋與反饋控制系統(tǒng)舉例 蒸汽凝液進料TRVRFTspTmu ( t )Ti前饋控制器TC蒸汽凝液進料TspTmTRVRF , Tiu ( t )蒸汽凝液進料TRVRFTspTmu ( t )Ti前饋/反饋控制器前饋控制 ?引入前饋控制的可能應用場合： （ 1）主要被控量不可測； （ 2）盡管被控量可測，但控制系統(tǒng)所受的干擾嚴重，常規(guī)反饋控制系統(tǒng)難以滿足要求。 ?應用前饋控制的前提條件： （ 1）主要干擾可測； （ 2）干擾通道的響應速度比控制通道慢，至少應接近； （ 3）干擾通道與控制通道的動態(tài)特性變化不大。 前饋控制方塊圖 u (t)、 y (t) 分別 表示控制變量與被控變量； d (t) 表示某一外部干擾 。 GYD(s)、 GYC(s)分別為干擾通道與控制通道的動態(tài)特性； GFF(s)為前饋控制器的動態(tài)特性。 控制目標： 0)()()()( )( ??? sGsGsGsD sY YCFFYDGYD ( s )＋＋d ( t )GFF ( s ) GY C ( s ) y ( t )u ( t )前饋不變性原理 ?動態(tài)不變性 ：在擾動 d(t)的 作用下，被控量 y(t) 在整個過渡過程中始終保持不變，稱系統(tǒng)對于擾動 d(t)具有動態(tài)不變性 ，即 Y(s)/D(s) = 0,（調(diào)節(jié)過程的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)偏差均為零，”理想情況“）。 ?穩(wěn)態(tài)不變性 ：在干擾 d(t)作用下，被控量 y(t)的動態(tài)偏差不等于零，而其穩(wěn)態(tài)偏差為零，即Y(0)/D(0) = 0， 或者說 y(t) 在穩(wěn)態(tài)工況下與擾動量 d(t)無關(guān)。 ?控制系統(tǒng)的簡單介紹 ?簡單控制算法－ PID的基本原理 ?簡單控制 ——前饋控制 ?串級控制 反應釜溫度單回路控制系統(tǒng) 出料進料冷卻劑TC控制變量：冷卻劑量 被控變量：反應溫度 控 制 閥：氣關(guān)閥 控制規(guī)律： PID 調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)閥 夾套 槽壁 反應槽溫度測量變送D2D1T1 sp＋－T2T1單回路控制系統(tǒng)擾動分析 問題： 從擾動開始至調(diào)節(jié)器動作，調(diào)節(jié)滯后較大，特別對于大容量的反應槽，調(diào)節(jié)滯后更大。 冷卻水入口溫度 ↑→ 夾套內(nèi)冷卻水溫度 T2 ↑→ （ 經(jīng)對流傳熱）槽壁溫度↑→ 反應槽溫度 T1 ↑→（ 經(jīng)反饋回路）冷卻水量 ↑ 出料進料冷卻劑TC對調(diào)節(jié)滯后的解決方法之一 對于冷卻水方面的擾動，如冷卻水的入口溫度、閥前壓力等擾動，夾套冷卻水溫度 T2比反應槽溫度 T1能更快地感受到。因而可設(shè)計夾套水溫單回路控制系統(tǒng) TC2以盡快地克服冷卻水方面的擾動。但 TC2的設(shè)定值應根據(jù) T1的控制要求作相應的變化（這一要求可用反應溫度調(diào)節(jié)器 TC1來自動實現(xiàn)）。 “ 串級控制 ” 反應器溫度的串級控制方案 特點： 兩個調(diào)節(jié)器串在一起工作，調(diào)節(jié)器 TC2通過調(diào)節(jié)冷卻劑量以克服冷卻水方面的擾動；調(diào)節(jié)器 TC1通過調(diào)節(jié)夾套內(nèi)水溫的設(shè)定值以保證反應溫度維持在工藝所希望的某一給定值。 出料進料冷卻劑TC2TC1T2T1反應器溫度串級控制框圖 TC1稱為“主控制器”，TC2稱為“副控制器”。 TC2閥 夾套 槽壁 反應槽反應器溫度測量D2 D 1T2 sp＋－T2T1T1 sp＋－夾套水溫測量TC1討論 : 控制閥的“氣開、氣關(guān)”選擇與主副控制器的“正反作用”選擇 . 串級控制系統(tǒng)常用術(shù)語 主調(diào)節(jié)器副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥副參數(shù)測量變送副對象 主對象一次擾動二次擾動主參數(shù)副參數(shù)＋－＋－主參數(shù)測量變送y1, spy2, sp y2ym 2y1ym 1串級控制系統(tǒng)方塊圖 注： D D2 綜合反映了一次擾動、二次擾動對控制系統(tǒng)副參數(shù)與主參數(shù)的動態(tài)影響；主回路是指：副回路閉合狀態(tài)下等效的單回路（將副回路看成是一個等效的控制閥）。 Gm 2＋－＋－＋＋＋＋y1, spy2, spy2ym 2y1ym 1Gm 1Gc 1Gc 2GvGp 2D2D1Gp 1副回路主回路謝謝
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