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第四章串級(jí)控制系統(tǒng)-資料下載頁(yè)

2024-10-24 13:42本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】的控制形式,約占全部控制系統(tǒng)的80%。隨著生產(chǎn)過(guò)程的大型化和復(fù)雜化,操作條件更。加嚴(yán)格,變量之間的關(guān)系更加復(fù)雜。隨著技術(shù)發(fā)展,對(duì)工藝的控制目標(biāo)多樣化,如。產(chǎn)量、質(zhì)量、節(jié)能、環(huán)保、效率等。為此,設(shè)計(jì)出各種復(fù)雜控制系統(tǒng)。當(dāng)對(duì)象的滯后較大,干擾比較劇烈、頻繁時(shí),藝上的要求,這時(shí),可考慮采用串級(jí)控制系統(tǒng)。串級(jí)控制是在簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上的改進(jìn)。下道工藝的順利進(jìn)行。因此,需要控制原油加熱后。很大,控制緩慢。T2T、T2C回路先改變?nèi)剂狭?。系統(tǒng)有兩個(gè)閉合回路,形成內(nèi)外環(huán)。變量而選用的輔助變量。作為副調(diào)節(jié)器的給定值。時(shí)間常數(shù)大為縮短,則主控制器的控制通道被縮短,控制效果也得到改善。主副回路的干擾影響方向相反。原油流量f1↑→出口溫度↓→主控制器反向調(diào)節(jié),使副控制器調(diào)節(jié)量減小。將串級(jí)控制系統(tǒng)等效成單回路控制系統(tǒng)討論。善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

  

【正文】 + Y(s) ( S=0時(shí)) 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 靜態(tài)前饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn),前饋控制器就是一個(gè)比例放大器。但控制過(guò)程中,動(dòng)態(tài)偏差依然存在。 2.動(dòng)態(tài)前饋控制系統(tǒng) 完全按照補(bǔ)償控制規(guī)律制作控制器。 理論上,動(dòng)態(tài)前饋控制能在每個(gè)時(shí)刻都完全補(bǔ)償擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)的影響。但補(bǔ)償控制規(guī)律比較復(fù)雜,常常無(wú)法獲得精確表達(dá)式,也難以精確實(shí)現(xiàn)。 fbo m vG ( s )G ( )G ( ) G ( s ) G ( s )s s?? ??過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 3.前饋 — 反饋復(fù)合控制系統(tǒng) 為了克服前饋控制的局限性,將前饋控制和反饋控制結(jié)合起來(lái),組成前饋 — 反饋復(fù)合控制系統(tǒng)。 ? 如換熱器出口溫度前饋 — 反饋復(fù)合控制系統(tǒng) 。 ∑ TT TC M 蒸汽 換熱器 冷物料入口 熱物料出口 冷凝水 FT FB 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 在前饋 —— 反饋復(fù)合控制系統(tǒng)中,設(shè)定值 X(s)、干擾 F(s)對(duì)輸出 Y(s)的共同影響為: 0 v c0 v c m T( ) ( ) ( )Y ( ) ( )1 ( ) ( ) ( ) G ( S )G s G s G ss X sG s G s G s? ?f o v b m Fo v c m T( ) G ( S ) G ( S ) G ( S ) G ( S ) ()1 ( ) ( ) ( ) G ( S )Gs FsG s G s G s???Gv(s) Gb(s) GmF(s) F(s) Gf(s) Go(s) + + Y(s) GmT(s) Gc(s) + + + - X(s) 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 f o v b m Ffo v c m T( ) G ( S ) G ( S ) G ( S ) G ( S )Y ( S ) ( )1 ( ) ( ) ( ) G ( S )Gs FsG s G s G s???傳函分子即是前饋控制系統(tǒng)的補(bǔ)償條件。表明復(fù)合控制系統(tǒng)與開(kāi)環(huán)前饋控制系統(tǒng)的補(bǔ)償條件完全相同,并不因?yàn)橐M(jìn)反饋控制而有所改變。 傳函分母即是反饋控制系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)。表明反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性并不因?yàn)橐M(jìn)前饋控制而有所改變;且由于反饋控制回路的存在,使前饋控制的精度比開(kāi)環(huán)前饋控制高。 干擾通道的傳遞函數(shù)為: 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 復(fù)合控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn): ①在反饋控制的基礎(chǔ)上,針對(duì)主要干擾進(jìn)行前饋補(bǔ)償。既提高了控制速度,又保證了控制精度。 ②反饋控制回路的存在,降低了對(duì)前饋控制器的精度要求,有利于簡(jiǎn)化前饋控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 ③在單純的反饋控制系統(tǒng)中,提高控制精度與系統(tǒng)穩(wěn)定性是一對(duì)矛盾。往往為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高精度的控制。而前饋 —— 反饋控制系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)高精度控制,又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 4.前饋 —— 串級(jí)復(fù)合控制系統(tǒng) 對(duì)于慢過(guò)程的控制,如果生產(chǎn)過(guò)程中的主要干擾頻繁而又劇烈,而工藝對(duì)被控參量的控制精度要求又很高,可以考慮采用前饋 —— 串級(jí)復(fù)合控制方案。 Gv(s) Gb(s) GmF(s) F(s) Gf(s) Go1(s) + + Y(s) Gm2(s) Gc1(s) + + + - X(s) Gc2(s) Go2(s) - Gm1(s) 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 從前饋 — 串級(jí)復(fù)合控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)( P226式 725作了簡(jiǎn)化)可知: 串級(jí)控制回路的傳函和單純的串級(jí)控制系統(tǒng)一樣 前饋控制器的傳函主要由擾動(dòng)通道和主對(duì)象特性決定 Gv(s) Gb(s) GmF(s) F(s) Gf(s) Go1(s) + + Y(s) Gm2(s) Gc1(s) + + + - X(s) Gc2(s) Go2(s) - Gm1(s) ≈1/Gm2(S) 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 5.前饋控制器的通用模型 前面按照不變性條件,求得前饋控制器的傳遞函數(shù)表達(dá)式 fbo m vG ( s )G ( )G ( ) G ( s ) G ( s )s s?? ??實(shí)際上,要得到上式的精確數(shù)學(xué)模型比較困難,準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)也比較困難,還不如用簡(jiǎn)約化模型。 將 Go(S)、 Gf(S)用帶滯后的一階模型近似,將Gv(S)、 Gm(S)用比例模型近似,代入上式整理得: 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 因此 , 可以事先做好各系數(shù)可調(diào)的通用前饋控制器 。 使用時(shí)根據(jù)補(bǔ)償要求 , 調(diào)整各個(gè)系數(shù)值 , 就可獲得不同特性的前饋控制功能 。 s1bb2T s+ 1G ( ) K eT s+ 1s???前饋控制器的通用模型: 各系數(shù)物理意義: Km — 靜態(tài)放大系數(shù); T1 — 加速系數(shù); T2 — 減速系數(shù); τ — 純滯后時(shí)間。 過(guò)程控制系統(tǒng)第四章 第五章 前饋控制的應(yīng)用場(chǎng)合 ( 1) 某個(gè)干擾幅值大而頻繁 , 對(duì)被控變量影響劇烈 , 而對(duì)象的控制通道滯后大 。 ( 2) 采用單純的反饋控制 , 控制速度慢 、 質(zhì)量差 。 ( 3) 用串級(jí)控制 , 效果改善不明顯 。 目前 , 比較高檔的控制儀表中都配備通用前饋控制模塊 , 供用戶(hù)選用 。
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