【正文】 和顆粒狀物質(zhì)的調(diào)節(jié)。3. 角形閥一般使用于底進(jìn)側(cè)出，此時(shí)調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定性好，4. 在高壓差場(chǎng)合下，為了延長(zhǎng)閥芯使用壽命，也可采用側(cè)進(jìn)底出。但側(cè)進(jìn)底出在小開(kāi) 度時(shí)易發(fā)生振蕩。5. 角形閥還適用于工藝管道直角形配管的場(chǎng)合。 三通調(diào)節(jié)閥：，適用于三個(gè)方向流體的管路控制系統(tǒng)，大多用于熱交換器的溫度調(diào)節(jié)、配比調(diào)節(jié)和旁路調(diào)節(jié)。，通常小于是150℃，否則會(huì)使三通閥產(chǎn)生較大應(yīng)力而引起變形，造成連接處泄漏或損壞。三通合流閥為介質(zhì)由兩個(gè)輸入口流進(jìn)混合后由一出口流出；三通分流閥為介質(zhì)由一入口流進(jìn)，分為兩個(gè)出口流出。 蝶閥套筒閥偏心旋轉(zhuǎn)閥“O”形球閥“V”形球閥. 流量系數(shù)和流量特性 孔板流量計(jì)的公式調(diào)節(jié)閥的流量方程 依據(jù)的原理：伯努利方程（能量守恒）. 調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù) 流量系數(shù)C的定義：給定的行程，在調(diào)節(jié)閥前后壓差為100KPa，流體密度為1g/cm3 （即5～40℃的水）的條件下，每小時(shí)通過(guò)閥門(mén)的流體量（m3） 把上述參數(shù)代入流量方程，即可算出實(shí)際工況的流經(jīng)閥門(mén)的流量 事實(shí)上，這里提出流量系數(shù)的概念，用意不在流量的計(jì)算上，真正目的是根據(jù)工藝要求如何來(lái)選擇一臺(tái)合適的調(diào)節(jié)閥。 流量系數(shù)的計(jì)算 根據(jù)工藝要求，即流量Q、前后差壓△P、介質(zhì)密度ρ，可以用下式來(lái)計(jì)算調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)，并以此來(lái)作為閥門(mén)口徑選擇的依據(jù)之一：注意：上式中各參數(shù)的單位 上式只適用于一般的流體（如水或者類(lèi)似流體） 流體的種類(lèi)和性質(zhì)將影響KV的大小，因此對(duì)不同的流體必須考慮其對(duì)流量系數(shù)的影響 流體的流動(dòng)狀態(tài)也將影響KV的大小. 調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比 定義:調(diào)節(jié)閥所能調(diào)節(jié)的最大流量和最小流量之比 調(diào)節(jié)閥前后壓差的變化，會(huì)引起可調(diào)比變化，將可調(diào)比分為理想可調(diào)比和實(shí)際可調(diào)比。 理想可調(diào)比R 實(shí)際可調(diào)比 Rr . 控制閥的選擇執(zhí)行器的選用是否得當(dāng)，將直接影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量、安全性和可靠性 執(zhí)行器的選擇，主要是從以下三方面考慮：；；。. 執(zhí)行器結(jié)構(gòu)形式的選擇 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 比較項(xiàng)目氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠性高（簡(jiǎn)單、可靠）較低驅(qū)動(dòng)能源需另設(shè)氣源簡(jiǎn)單方便價(jià)格低高輸出力大小剛度小大防爆好差工作環(huán)境大（－40～＋80℃）?。ǎ?0～＋55℃）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇 主要依據(jù)是：（1） 流體性質(zhì) 如流體種類(lèi)、粘度、腐蝕性、是否含懸浮顆粒（2） 工藝條件 如溫度、壓力、流量、壓差、泄漏量（3） 過(guò)程控制要求 控制系統(tǒng)精度、可調(diào)比、噪音 根據(jù)以上各點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，并參照各種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其適用場(chǎng)合，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性，來(lái)選擇滿(mǎn)足工藝要求的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。[教學(xué)目的要求]：了解數(shù)字式控制器，掌握控制儀表的四種基本控制規(guī)律。[教學(xué)難點(diǎn)]：四種基本控制規(guī)律[教學(xué)時(shí)數(shù)]：3[教學(xué)內(nèi)容]：第六章 自動(dòng)控制儀表 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響 雙位控制雙位控制是自動(dòng)控制系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單也很實(shí)用的一種控制規(guī)律，調(diào)節(jié)器輸出只有2個(gè)固定的數(shù)值，即只有2個(gè)極限位置，其基本的控制規(guī)律可描述為：這是一種理想的雙位控制，請(qǐng)問(wèn)這種理想的雙位控制策略能否直接由于實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制？例如：某壓力控制系統(tǒng)，控制設(shè)定值為100KPa，當(dāng)罐內(nèi)壓力剛好達(dá)到100KPa時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出為0，電磁閥關(guān)；罐內(nèi)壓力稍稍大于100KPa時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出為1，電磁閥開(kāi)，排除氣體降低系統(tǒng)壓力，此時(shí)罐內(nèi)壓力馬上又小于設(shè)定值100KPa，電磁閥關(guān)，內(nèi)部壓力馬上又會(huì)重新升高，大于100 KPa，調(diào)節(jié)器輸出為1，電磁閥開(kāi)，這樣調(diào)節(jié)器輸出在0與1之間不斷變化，電磁閥也在“開(kāi)”和“關(guān)”二個(gè)狀態(tài)上不停的動(dòng)作。 這種現(xiàn)象在實(shí)際工業(yè)系統(tǒng)中是絕對(duì)不允許的，因?yàn)槿魏我环N設(shè)備都有一定的使用壽命，電磁閥的使用壽命一般在10萬(wàn)～50萬(wàn)次。 雙位控制——總結(jié) 由于位式控制的執(zhí)行器是從一個(gè)固定位置到另一個(gè)固定位置所以整個(gè)系統(tǒng)不可能保持在一個(gè)平衡狀態(tài)被控變量總在設(shè)定值的附近波動(dòng)，其過(guò)渡過(guò)程是持續(xù)的等幅振蕩滯回區(qū)間的大小影響振蕩頻率。振蕩頻率低，控制質(zhì)量差；振蕩頻率高，影響執(zhí)行器的使用壽命。位式控制的特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、過(guò)渡過(guò)程是振蕩的位式控制的適用范圍：時(shí)間常數(shù)大 純滯后小 負(fù)荷變化不大也不激烈 控制要求不高。 純比例控制 P純比例控制也是一種最基本的控制規(guī)律，從上面這個(gè)例子可以看出來(lái)，純比例控制至少能克服位式控制振蕩、不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。比例增益KP和比例度d KP越大，比例作用越強(qiáng)，KP越小比例作用越弱。 但是，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，一般都習(xí)慣于用比例度d來(lái)表示比例作用的強(qiáng)弱比例度d的定義：輸入信號(hào)的相對(duì)變化量占輸出信號(hào)的相對(duì)變化量的百分?jǐn)?shù)。 KP越大 219。 d越小 219。 比例作用越強(qiáng)。 結(jié)論：純比例控制系統(tǒng)，過(guò)渡過(guò)程結(jié)束以后必定存在余差。 KP越大或d越小222。余差越小KP 越大或d越小 222。 控制作用越強(qiáng) 222。 余差越小、最大偏差越小KP 太大或d太小 222。 控制作用太強(qiáng) 222。 穩(wěn)定性降低、甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定 比例積分控制 PI比例控制最大的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)快，控制作用及時(shí) 最大的缺點(diǎn)是控制結(jié)果存在余差 當(dāng)工藝對(duì)控制質(zhì)量有更高要求，不允許控制結(jié)果存在余差時(shí)，就需要在比例控制的基礎(chǔ)上，再加上能消除余差的積分控制作用。采用比例積分控制作用時(shí)，積分時(shí)間對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響具有兩重性。在同樣的比例度下，縮短積分時(shí)間Ti，將使積分調(diào)節(jié)作用加強(qiáng)，容易消除余差，這是有利的一面。但縮短積分時(shí)間，加強(qiáng)積分調(diào)節(jié)作用后，會(huì)使系統(tǒng)振蕩加劇，有不易穩(wěn)定的傾向。積分時(shí)間越短，振蕩傾向越強(qiáng)烈，甚至?xí)蔀椴环€(wěn)定的發(fā)散振蕩，這是不利的一面。 可以看出，積分時(shí)間過(guò)大或過(guò)小均不合適。Ti過(guò)大，積分作用不明顯，余差消除很慢，見(jiàn)曲線3，Ti過(guò)小，過(guò)渡過(guò)程振蕩太劇烈，穩(wěn)定程度降低，見(jiàn)曲線1。 積分作用的特點(diǎn)：消除余差，會(huì)降低系統(tǒng)穩(wěn)定性；注意事項(xiàng)： 引入積分作用以后，能消除余差，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性必然會(huì)降低，所以在使用過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)降低比例作用（增大比例度或降低比例增益） 當(dāng)對(duì)象滯后很大時(shí)，可能控制時(shí)間較長(zhǎng)、最大偏差也較大；負(fù)荷變化過(guò)于劇烈時(shí)，由于積分動(dòng)作緩慢，使控制作用不及時(shí)，此時(shí)可增加微分作用 比例微分控制 PD積分控制最大的優(yōu)點(diǎn)是消除余差 最大的缺點(diǎn)是動(dòng)作緩慢、產(chǎn)生相位滯后、穩(wěn)定性降低 比例控制規(guī)律和積分控制規(guī)律，都是根據(jù)已經(jīng)形成的被控變量與給定值的偏差而進(jìn)行動(dòng)作。但對(duì)于慣性較大的對(duì)象，為了使控制作用及時(shí)，常常希望能根據(jù)被控變量變化的快慢來(lái)控制。在人工控制時(shí)，雖然偏差可能還小，但看到參數(shù)變化很快，估計(jì)到很快就會(huì)有更大偏差，此時(shí)會(huì)先改變閥門(mén)開(kāi)度以克服干擾影響，它是根據(jù)偏差的速度而引入的超前控制作用，只要偏差的變化一露頭，就立即動(dòng)作，這樣控制的效果將會(huì)更好。微分作用就是模擬這一實(shí)踐活動(dòng)而采用的控制規(guī)律。微分控制主要用來(lái)克服被控對(duì)象的容量滯后(時(shí)間常數(shù)T)，但不能克服純滯后。 微分作用對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響 微分時(shí)間太大及太小均不合適，應(yīng)取適當(dāng)?shù)臄?shù)值。由于增加微分作用，可以減小比例度，因而微分時(shí)間越大，余差也就越小。一般溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)常需加微分作用，其他系統(tǒng)需要較少。有些系統(tǒng)由于反應(yīng)太快，可加“反微分”，以降低系統(tǒng)的靈敏度。 微分作用的特點(diǎn)：對(duì)于有過(guò)渡滯后的對(duì)象，采用PD控制能明顯改善過(guò)渡過(guò)程的品質(zhì)； PD控制有超前作用。Td173。，微分作用加強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，表現(xiàn)為：衰減比增大；過(guò)渡過(guò)程最大偏差減少emax175。；過(guò)渡時(shí)間tp175。； Td太大，微分作用太強(qiáng)，導(dǎo)致反應(yīng)速度過(guò)快，引起系統(tǒng)振蕩 引入微分作用以后，不能消除余差，但余差會(huì)有所減少微分作用對(duì)純滯后的對(duì)象不起作用。微分作用適用于過(guò)渡滯后強(qiáng)的對(duì)象，如：溫度對(duì)象(其他系統(tǒng)較少用 )微分作用對(duì)高頻噪聲非常敏感，在流量控制系統(tǒng)總流量測(cè)量信號(hào)通常包含脈沖干擾，象這類(lèi)對(duì)象一般不加微分作用。有些系統(tǒng)由于反應(yīng)太快，可加“反微分”，以降低系統(tǒng)的靈敏度?，F(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)中用比例微分作用的不多，較常見(jiàn)的是比例積分微分三作用控制規(guī)律（通常稱(chēng)為PID控制）。 比例積分微分控制 PID在工業(yè)生產(chǎn)中，常將比例、積分、微分三種作用規(guī)律結(jié)合起來(lái)，可以得到較為滿(mǎn)意的控制質(zhì)量，包括這三種控制規(guī)律的控制器稱(chēng)為比例積分微分三作用控制器，習(xí)慣上稱(chēng)為PID控制規(guī)律，其理想的輸出與輸入的關(guān)系為： 模擬式控制器模糊控制由于現(xiàn)實(shí)世界中存在未知和不確定的因素，很多對(duì)象都難以利用連續(xù)的因果模型來(lái)完整地描述它，模糊控制正是利用了模糊邏輯思想來(lái)解決這類(lèi)對(duì)象的確定性控制問(wèn)題。 ，該理論主要在于模仿人的思維和行為習(xí)慣來(lái)獲取數(shù)學(xué)描述的框架，為描述和處理模糊性現(xiàn)象提供了新的數(shù)學(xué)工具。 而后，Zadeh又提出了把邏輯規(guī)則的語(yǔ)言描述轉(zhuǎn)化為相關(guān)控制量的思想，為模糊控制技術(shù)的形成奠定了基礎(chǔ)。 基本原理 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，模糊控制系統(tǒng)類(lèi)同于一般的數(shù)字控制系統(tǒng)，對(duì)象的輸出(被控變量)被反饋回輸入端與給定值進(jìn)行比較后得到偏差，偏差和偏差變化率輸入到模糊控制器,由模糊控制器推斷出控制量來(lái)控制對(duì)象。 由于對(duì)模糊控制來(lái)說(shuō)，輸入和輸出都是精確的數(shù)值，而模糊控制原理是采用人的思維，也就是按語(yǔ)言規(guī)則進(jìn)行推理的，因此必須將輸人數(shù)據(jù)變換成語(yǔ)言值，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為精確量的模糊化，然后進(jìn)行推理及控制規(guī)則的形成，最后將推理所得結(jié)果變換成實(shí)際的一個(gè)精確的控制值。 輸入變量的模糊化 輸入變量：e、c ，所謂模糊化就是對(duì)e和c進(jìn)行分割 在實(shí)際控制過(guò)程中，經(jīng)常把輸入變量和輸出變量分成“正大”，“正中”，“正小”，“零”，“負(fù)小”，“負(fù)中”，“負(fù)大”這七級(jí)，稱(chēng)模糊分割為七級(jí)，用英文字母表示為 {PL，PM，PS，ZE，NS，NM，NL} 一個(gè)語(yǔ)言變量的各個(gè)模糊子集之間沒(méi)有明確的分界線，反映在模糊子集的隸屬度函數(shù)的曲線上，就是這些曲線必定是相互重疊的，這個(gè)相鄰隸屬度函數(shù)的合適選擇的重疊正是一個(gè)模糊控制器相對(duì)于參數(shù)變化時(shí)具有魯棒性(Robust)的原因所在。 輸入變量的模糊化 各種隸屬度函數(shù)曲線形狀對(duì)控制性能的影響不大，所以一般選擇三角形或梯形，這不僅出于它們的形狀簡(jiǎn)單，計(jì)算工作量少，也在于當(dāng)輸入值變化時(shí)，三角形狀的隸屬度函數(shù)比正態(tài)分布狀的要具有更大的靈敏性。 模糊控制器的非線線性能與隸屬度函數(shù)總體的位置分布有密切關(guān)系，而每個(gè)隸屬度函數(shù)的寬度與位置又確定了每個(gè)規(guī)則的影響范圍，它們必須重疊，所以在設(shè)定一個(gè)語(yǔ)言變量的隸屬度函數(shù)時(shí)，所要考慮的因素為：隸屬度函數(shù)的個(gè)數(shù)、形狀、位置分布和相互重疊程度等。 模糊控制規(guī)則 yizixi負(fù)大NL負(fù)中NM負(fù)小NS0正小PS正中PM正大PL負(fù)大NL負(fù)大 NL負(fù)中NM0負(fù)中NM負(fù)中 NM負(fù)中NM負(fù)小NS負(fù)小NS00正小PS0負(fù)小NS正中PM正小PS負(fù)小NS0正中PM正中PM0正中PM負(fù)小NS0正大PL正大 PL規(guī)則的形式一般為常用的條件語(yǔ)句，描述為： IF X is A and Y is B，THEN Z is C 數(shù)字式控制器控制變量的精確化 精確化是將語(yǔ)言表示的模糊量回復(fù)到精確的數(shù)值，也就是根據(jù)輸出模糊子集的隸屬度計(jì)算出確定的輸出數(shù)值。 在實(shí)際系統(tǒng)中用隸屬度函數(shù)表示，一個(gè)實(shí)際的模糊控制器是由若干條這樣的規(guī)則組成的，在控制技術(shù)中現(xiàn)在最常用的精確化方法則是面積重心法COG(Center of Gravity)，其計(jì)算式為： [教學(xué)目的要求]：了解控制器參數(shù)的工程整定。掌握系統(tǒng)被控變量的選擇；掌握系統(tǒng)操縱變量的選擇；掌握系統(tǒng)控制規(guī)律的選擇。[教學(xué)難點(diǎn)]：系統(tǒng)被控變量、操縱變量的選擇[教學(xué)時(shí)數(shù)]：3[教學(xué)內(nèi)容]：第七章 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng) 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成四個(gè)基本環(huán)節(jié)：216。 測(cè)量變送環(huán)節(jié)216。 控制器216。 執(zhí)行器216。 被控對(duì)象被控變量控制器執(zhí)行器被控對(duì)象測(cè)量變送環(huán)節(jié)干擾偏差設(shè)定值＋－載熱體冷流體換熱器溫度控制系統(tǒng)控制器(LC或TC)執(zhí)行器 （控制閥）被控對(duì)象（液位儲(chǔ)槽或換熱器）測(cè)量、變送環(huán)節(jié)（LT或TT）被控變量（液位或溫度）干擾偏差設(shè)定值＋－廣義對(duì)象簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方塊圖 自動(dòng)控制的目的及被控變量的選擇選擇被控變量使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)按照預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行，并使工藝參數(shù)保持在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值上（或按預(yù)定規(guī)律變化）“關(guān)鍵”變量：它們對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及生產(chǎn)過(guò)程的安全具有決定作用,而人工操作又難以滿(mǎn)足要求的?；蛘呷斯げ僮麟m然可以滿(mǎn)足要求,但是,這種操作是既緊張而又頻繁的.兩種控制類(lèi)型：直接指標(biāo)控制和間接指標(biāo)控制當(dāng)質(zhì)量指標(biāo)信號(hào)缺少檢測(cè)手段、信號(hào)微弱、滯后很大時(shí)，可選取與直接質(zhì)量指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系而反應(yīng)又快的變量做為間接控制指標(biāo)。精餾塔系統(tǒng)的被控變量選擇在溫度和壓力中,究竟應(yīng)選哪一個(gè)參數(shù)作為被控變量?從工藝合理性考慮,常常選擇溫度作為被控變量.原因: ，壓力往往需要固定。只有將塔操作在規(guī)定的壓力下，才易于保證