企業(yè)信息化第二章ppt課件(參考版)
2025-01-22 20:06本頁(yè)面
【正文】 TC2閥 夾套 槽壁 反應(yīng)槽反應(yīng)器溫度測(cè)量D2 D 1T2 sp＋－T2T1T1 sp＋－夾套水溫測(cè)量TC1討論 : 控制閥的“氣開(kāi)、氣關(guān)”選擇與主副控制器的“正反作用”選擇 . 串級(jí)控制系統(tǒng)常用術(shù)語(yǔ) 主調(diào)節(jié)器副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥副參數(shù)測(cè)量變送副對(duì)象 主對(duì)象一次擾動(dòng)二次擾動(dòng)主參數(shù)副參數(shù)＋－＋－主參數(shù)測(cè)量變送y1, spy2, sp y2ym 2y1ym 1串級(jí)控制系統(tǒng)方塊圖 注： D D2 綜合反映了一次擾動(dòng)、二次擾動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)副參數(shù)與主參數(shù)的動(dòng)態(tài)影響；主回路是指：副回路閉合狀態(tài)下等效的單回路（將副回路看成是一個(gè)等效的控制閥）。 “ 串級(jí)控制 ” 反應(yīng)器溫度的串級(jí)控制方案 特點(diǎn)： 兩個(gè)調(diào)節(jié)器串在一起工作，調(diào)節(jié)器 TC2通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻劑量以克服冷卻水方面的擾動(dòng)；調(diào)節(jié)器 TC1通過(guò)調(diào)節(jié)夾套內(nèi)水溫的設(shè)定值以保證反應(yīng)溫度維持在工藝所希望的某一給定值。因而可設(shè)計(jì)夾套水溫單回路控制系統(tǒng) TC2以盡快地克服冷卻水方面的擾動(dòng)。 ?控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹 ?簡(jiǎn)單控制算法－ PID的基本原理 ?簡(jiǎn)單控制 ——前饋控制 ?串級(jí)控制 反應(yīng)釜溫度單回路控制系統(tǒng) 出料進(jìn)料冷卻劑TC控制變量：冷卻劑量 被控變量：反應(yīng)溫度 控 制 閥：氣關(guān)閥 控制規(guī)律： PID 調(diào)節(jié)器 調(diào)節(jié)閥 夾套 槽壁 反應(yīng)槽溫度測(cè)量變送D2D1T1 sp＋－T2T1單回路控制系統(tǒng)擾動(dòng)分析 問(wèn)題： 從擾動(dòng)開(kāi)始至調(diào)節(jié)器動(dòng)作，調(diào)節(jié)滯后較大，特別對(duì)于大容量的反應(yīng)槽，調(diào)節(jié)滯后更大。 控制目標(biāo)： 0)()()()( )( ??? sGsGsGsD sY YCFFYDGYD ( s )＋＋d ( t )GFF ( s ) GY C ( s ) y ( t )u ( t )前饋不變性原理 ?動(dòng)態(tài)不變性 ：在擾動(dòng) d(t)的 作用下，被控量 y(t) 在整個(gè)過(guò)渡過(guò)程中始終保持不變，稱系統(tǒng)對(duì)于擾動(dòng) d(t)具有動(dòng)態(tài)不變性 ，即 Y(s)/D(s) = 0,（調(diào)節(jié)過(guò)程的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)偏差均為零，”理想情況“）。 前饋控制方塊圖 u (t)、 y (t) 分別 表示控制變量與被控變量； d (t) 表示某一外部干擾 。 前饋與反饋控制系統(tǒng)舉例 蒸汽凝液進(jìn)料TRVRFTspTmu ( t )Ti前饋控制器TC蒸汽凝液進(jìn)料TspTmTRVRF , Tiu ( t )蒸汽凝液進(jìn)料TRVRFTspTmu ( t )Ti前饋/反饋控制器前饋控制 ?引入前饋控制的可能應(yīng)用場(chǎng)合： （ 1）主要被控量不可測(cè)； （ 2）盡管被控量可測(cè)，但控制系統(tǒng)所受的干擾嚴(yán)重，常規(guī)反饋控制系統(tǒng)難以滿足要求。 PID控制器設(shè)計(jì) 工業(yè) PID控制器參數(shù)的整定 ?經(jīng)驗(yàn)法 ?臨界比例度法 ?響應(yīng)曲線法 ?ZieglerNichols參數(shù)整定法 ?1/4準(zhǔn)則 ?控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹 ?簡(jiǎn)單控制算法－ PID的基本原理 ?簡(jiǎn)單控制 ——前饋控制 ?串級(jí)控制 前饋控制的概念 D1Dn前饋控制器對(duì)象uyD1， …… ， Dn為可測(cè)擾動(dòng)； u， y分別為被控對(duì)象的操作變量與受控變量。 控制器的作用方向選擇： 假設(shè)檢驗(yàn)法 假設(shè)溫度控制器為正作用，即： Tm↑→ u↑；則 TC進(jìn)料出料燃料TTmTspRfuT m u R f TT m結(jié)論 ：該控制器的作用方向不能為正作用，而應(yīng)為反作用 . 控制器的作用方向選擇： 回路判別法 溫度控制器( ? )Tspe ( t )+_Tm( t )++溫度測(cè)量變送( + )燃料控制閥( + )T ( t )u ( t ) Rf ( t ) 加熱爐控制通道( + )D ( t )回路判別法的要點(diǎn)： （ 1）反饋回路中負(fù)增益環(huán)節(jié)（包括比較器）數(shù)為奇數(shù)； （ 2）對(duì)控制器而言，“正作用”是指 Tm↑→ u↑。 ? 選擇要點(diǎn)： 使控制回路成為“負(fù)反饋”系統(tǒng)。 001 )( udtdeTe dteKudtTc i ???? ? )11()( sTsTKsG dicc ???PID控制器 微分作用對(duì)控制性能的影響 問(wèn)題：控制作用的變化過(guò)大，對(duì)噪聲敏感，如何克服？ 實(shí)際的比例積分微分控制器 1111)(?????????????sATsTsTKsGdddicc其中 Ad 為微分增益 SimuLink 結(jié)構(gòu) : PID控制器計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) ? ?0( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 )ksDCDiIsTTu k K e k e i K e k e kTT ???? ? ? ? ??????? ?0( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 )kC I Diu k K e k K e i K e k e k?? ? ? ? ??式中 ()uk 為第 k 次采樣時(shí)刻計(jì)算機(jī) P I D 控制器的輸出，CsIIKTKT?為積分系數(shù)，CDDsKTKT?為微分系數(shù) ?控制器增益 Kc或比例度 δ 增益 Kc 的增大（或比例度 δ下降），使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)，但穩(wěn)定性下降； ?積分時(shí)間 Ti 積分作用的增強(qiáng)（即 Ti 下降），使系統(tǒng)消除余差的能力加強(qiáng)，但控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降； ?微分時(shí)間 Td
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