雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-07-07 13:10本頁(yè)面
【正文】 圖十四與圖十三相對(duì)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(duì)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(guò)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(dòng)作幅度較小，因此被控變量的變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒(méi)有超調(diào)，但殘差很大，控制時(shí)間也很長(zhǎng)，若比例度Kc很大，系統(tǒng)振蕩頻率加強(qiáng)，可能會(huì)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(wú)差控制，在消除系統(tǒng)殘差的同時(shí)，降低了系統(tǒng)原來(lái)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(guò)程。同時(shí)，對(duì)于同一個(gè)控制對(duì)象，采用積分控制時(shí)控制過(guò)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(dòng)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(duì)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(jué)的速度緩慢變化，控制器動(dòng)作較小，或者不動(dòng)作。通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，比例微分控制屬于有差控制，通過(guò)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(guò)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(wú)誤差。任意改變其中的一個(gè)變量會(huì)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(duì)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(dòng)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(duì)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(duì)象是流量對(duì)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(guò)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(guò)渡過(guò)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(guò)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(guò)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(shū) 紀(jì)振平主編
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