[理化生]第1章第2節(jié)(參考版)
2025-01-22 14:28本頁面
【正文】 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 45 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 46 。 但是如果非線性不可忽略時，必須采用其它方法，例如 分段線性化方法 、 非線性補償器的方法 或者 利用非線性控制理論進行系統的設計和分析。 ?上述非線性特性通常不是被控對象本身所固有，但考慮到在過程控制工程中，往往把被控對象、測量變送單元和調節(jié)閥三部分串聯在一起統稱為廣義對象，因而它包含了這部分非線性特性。 (續(xù) ) 第一章 生產過程的動態(tài)特性 167。當負荷變化時水槽工作點隨之改變，而負載在不同工作點上的水阻 R不同。 )( HkkdtdHF ?? ??? 單容水槽 的線性化后的動態(tài)方程為： ?? ????? RkHdt HdRF (續(xù) ) 第一章 生產過程的動態(tài)特性 167。 (續(xù) ) 第一章 生產過程的動態(tài)特性 167。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 41 中和反應器的靜特性如下圖： ?在 PH=7附近，對象的增益極高，而在遠離此點的大范圍內，其數值急劇減少。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 40 中和反應器是另一個典型的變增益對象： ?被調量為生成物的 PH值；調節(jié)量為中和用的酸液摩爾數。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 39 (續(xù) ) 如果以蒸汽流量為調節(jié)量，物料出口溫度為被調量，那么列管式換熱器溫度對象的增益為： ?換熱器溫度對象增益與其負荷成反比。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 38 注意： 嚴格來說，幾乎所有的被控對象的動態(tài)特性都呈現非線性特性，只是程度上不同而已。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 37 結論： ετ值愈小，則說明：或者 K極小，也就是過程的自平衡能力極強；或者 /T比值極小，此時它接近一個自衡單容過程。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 36 再經過時間 τ后，被調量的變化量近似為： ???? y結論： ετ值愈大，則過程愈接近一個純遲延過程，因此該過程就屬于難控之列 。 (續(xù) ) 第一章 生產過程的動態(tài)特性 167。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 34 ? 自衡過程 在調節(jié)閥開度單位階躍擾動下的響應的初期情況如右圖。所以有必要定義一個 簡易指標 來衡量實際工業(yè)過程的難控程度。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 33 ? 單純由遲延構成的過程是很難控制的，而單容過程，尤其是自衡的單容過程則極易控制，它們代表兩種極端情況。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 32 ? 非自衡過程 在調節(jié)閥開度擾動下的階躍響應如右圖。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 31 (續(xù) ) ? 自衡過程 在調節(jié)閥開度擾動下的階躍響應如左圖。 ? 這一類過程是比較少見的。 ? 這種系統是 中性穩(wěn)定 的，就是說，它需要很長的時間，被調量才會有很大的變化。 ? 有些被控對象，當調節(jié)閥開度改變致使原來的物質或能量關系遭到破壞后，不平衡量不因被調量的變化而改變，因而被調量將以固定的速度一直變化下去而不會自動地在新的水平上恢復平衡。 ? 自平衡 能力的大小用對象靜態(tài)增益 K的倒數衡量 ,稱為自平衡率： K1??第一章 生產過程的動態(tài)特性 167。這種特性稱為 自平衡 ，具有這種特性的被控對象稱為 自衡過程 。 12 被控對象的動態(tài)特性 過程控制 宋海輝 過程控制 過程控制 2022年 2月 16日 29 。有些被控對象還具有傳輸遲延。 ? 遲延的 主要來源 是多個容積的存在，容積的數目可能有幾個直至幾十個。 第一章 生
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