單容液位控制系統(tǒng)設(shè)計-文庫吧資料
2024-08-12 00:26本頁面
【正文】 系統(tǒng)，時間常數(shù)范圍較大，比例度要大，一般不用微分作用，要求較高時才加入積分作用。 通過查閱相關(guān)資料和網(wǎng)頁資料，取出水閥的水阻Rs=，即K=。 經(jīng)分析，在出水閥差壓變送檢測環(huán)節(jié)中，當(dāng)變化量較小時，可將該環(huán)節(jié)看作一個線性環(huán)節(jié)，即同樣可以看作是一個比例環(huán)節(jié)。對于在此看作比例環(huán)節(jié)，不妨取比例放大倍數(shù)K=5。 經(jīng)分析，在單容液位控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器（包括變頻器、電機、泵等環(huán)節(jié)）可看作一個比例環(huán)節(jié)。（3）微分環(huán)節(jié) 能改善系統(tǒng)的動態(tài)特性，其作用主要是在響應(yīng)過程中抑制偏差向任何方向的變化，對偏差變化進(jìn)行提前預(yù)報。越小，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快，但過小，在響應(yīng)過程的初期會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應(yīng)過程的較大超調(diào)。取值過小，則會降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度緩慢，從而延長調(diào)節(jié)時間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性變壞。它的控制規(guī)律為 (42)寫成傳遞函數(shù)形式為 (43)式中 ——比例系數(shù)； ——積分時間常數(shù)； ——微分時間常數(shù)； 從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來考慮，PID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下：（1）比例環(huán)節(jié) 用于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。如圖32：圖32 單容液位控制系統(tǒng)方框圖四、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)分析 調(diào)節(jié)器PID控制 在液位控制系統(tǒng)中，常采用PID控制來作為控制規(guī)律。該時間常數(shù)T也可以通過坐標(biāo)原點對響應(yīng)曲線作切線，此切線與穩(wěn)態(tài)值的交點所對應(yīng)的時間就是時間常數(shù)T。當(dāng)t=T時，則有 （211）式（29）表示一階慣性環(huán)節(jié)的響應(yīng)曲線是一單調(diào)上升的指數(shù)函數(shù)，如圖22所示。在零初始條件下，對上式進(jìn)行拉氏變換，得： （27）令輸入流量，R0為常量，則輸出液位的高度為： (28)即 （29）當(dāng)t→∞時，,因而有 （210）所以液位會穩(wěn)定在一個新的平衡狀態(tài)，此時，QV1=QV2。將式（24）和是（23）代入式（21），經(jīng)整理可得 （25）令T=ARs，K=Rs，并代入式（25），可得 （26） 式（26）是用來描述單容水箱被控對象的微分方程式，它是一個一階常系數(shù)微分方程式。由流體力學(xué)可知，流體在紊流情況下，液位H與流量之間為非線性關(guān)系。根據(jù)動態(tài)物料平衡關(guān)系有 （21）式中 V——水箱內(nèi)液體的儲存量（液體的體積）； t——時間；dV/dt——儲存量的變化率。根據(jù)它的這一特性，我們可以用階躍響應(yīng)測試法進(jìn)行建模： 如圖21一個簡單的水箱液位被控對象，輸出變量為液位H，水箱流入量QV1由水閥來調(diào)節(jié)
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1