雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-07-07 13:10本頁面
【正文】 圖十四與圖十三相對比，由圖可知，主調(diào)節(jié)器比例度變大，系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重超調(diào)，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。同時(shí)主調(diào)節(jié)器與副調(diào)節(jié)器相對比，副調(diào)節(jié)器比例度較大，積分時(shí)間較小，積分作用較強(qiáng)，系統(tǒng)振蕩頻率較大，穩(wěn)定性較差。 以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別分析了比例控制，比例積分控制，比例微分控制和比例積分微分控制的實(shí)驗(yàn)曲線。（1）在比例控制中，是有差控制，U（t)=KcE(t)+U0,通過改變比例度Kc，觀察輸出曲線變化和輸出值U（t)變化。若比例度Kc很小，調(diào)節(jié)閥動作幅度較小，因此被控變量的變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但殘差很大，控制時(shí)間也很長，若比例度Kc很大，系統(tǒng)振蕩頻率加強(qiáng)，可能會出現(xiàn)嚴(yán)重超調(diào)，系統(tǒng)不穩(wěn)定。（2）在比例積分控制中，由于積分控制的特點(diǎn)，屬于無差控制，在消除系統(tǒng)殘差的同時(shí)，降低了系統(tǒng)原來的穩(wěn)定性，在實(shí)驗(yàn)中，若要提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，則適當(dāng)減小Kc，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在比例帶不變情況下，減小積分時(shí)間，控制系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，振蕩加劇，直到最后出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過程。同時(shí)，對于同一個(gè)控制對象，采用積分控制時(shí)控制過程的進(jìn)行總比比例控制時(shí)緩慢，振蕩頻率較低，屬于浮動調(diào)節(jié)。在采取適當(dāng)?shù)谋壤群头e分時(shí)間后，控制效果較好。（3）在比例微分控制中，由于微分環(huán)節(jié)反應(yīng)的是參數(shù)的變化速度，本實(shí)驗(yàn)控制對象為流量，流入量和流出量相差很少，以致被控變量可能以控制器不能察覺的速度緩慢變化，控制器動作較小，或者不動作。通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，比例微分控制屬于有差控制，通過加入微分，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，若此時(shí)增大比例度Kc，結(jié)果不僅減小了殘差，而且也減小了最大偏差并提高了振蕩頻率。因此在PD控制中，以比例控制為主，微分只是起到輔助控制作用。（4）在比例積分微分控制中，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)比例度，積分時(shí)間和微分時(shí)間能較好的達(dá)到控制要求，穩(wěn)態(tài)無誤差。任意改變其中的一個(gè)變量會出現(xiàn)上述比例控制，比例積分控制中的現(xiàn)象，在此不一一陳述。在此實(shí)驗(yàn)中，比值控制系統(tǒng)中對象為流量，滯后時(shí)間比較小，而且在管路中存在許多不規(guī)則噪聲，因此主，從控制器不宜采用微分作用，所以，主，從控制器都應(yīng)選擇PI控制作用。 總結(jié) 雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中的主物料回路是定值控制系統(tǒng)，往往工藝上要求主物料恒定在設(shè)定值上。從物料回路是隨動控制系統(tǒng)，它在實(shí)現(xiàn)自身穩(wěn)定控制的同時(shí)，還要對主物料的變化進(jìn)行跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)主，從物料的比值恒定。再者，由于比值控制系統(tǒng)對象是流量對象，滯后時(shí)間比較小，而且在管路中存在有很多不規(guī)則的干擾噪聲，因此主，從控制器不宜采用微分作用，而且通過實(shí)驗(yàn)觀察，比例積分控制效果較好，所以主，從控制器都應(yīng)采用PI控制作用。從整定的角度看，應(yīng)使從物料回路響應(yīng)較主物料回路響應(yīng)快一些，以便從物料能跟得上主物料的變化，保證主，從物料的比值恒定。因此，應(yīng)該分別將從物料和主物料的控制回路的過渡過程正整定成非周期臨界狀態(tài)和非周期狀態(tài)。另外，從物料回路通過比值器與主物料回路發(fā)生聯(lián)系，主物料變化必然引起從物料的設(shè)定值發(fā)生變化。如果主物料的變化頻率接近從物料回路的工作頻率，則有可能引起從物料的共振，以致控制系統(tǒng)品質(zhì)變壞。因此，在選用PI控制的基礎(chǔ)上選取較為合適的比例度和積分時(shí)間，達(dá)到較好的控制效果。 參考文獻(xiàn)過程控制系統(tǒng)（第2版） 電子工業(yè)出版社工控組態(tài)軟件及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 紀(jì)振平主編
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