畢業(yè)設(shè)計(jì)水箱液位自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-展示頁(yè)
2025-07-03 19:51本頁(yè)面
【正文】 分環(huán)節(jié)的水箱在受到同樣的擾動(dòng)之后，水位則無(wú)限地上升，永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。為了比較，我們把具有慣性環(huán)節(jié)特性的水箱在單位階躍輸入下的水位響應(yīng)曲線也畫(huà)出來(lái)，（b）所示。()這是一個(gè)積分環(huán)節(jié)。在流入量有一個(gè)增量時(shí)，靜態(tài)平衡被破壞，但流出量并不變化，水箱的水位變化規(guī)律為式中C為水箱的橫截面積。不同的是水箱的出口側(cè)安裝了一臺(tái)水泵，這樣一來(lái)，水箱的流出水量就與水位無(wú)關(guān)，而是保持不變，即流出量的變化量。作為過(guò)程控制的被控對(duì)象，單容對(duì)象的時(shí)間常數(shù)比較大。K稱為水箱的放大系數(shù)。我們已經(jīng)推導(dǎo)過(guò)水箱的傳遞函數(shù)為其中T=RC，C為水箱的橫截面積，R為輸出管道閥門(mén)的阻力。描述這類對(duì)象的參數(shù)是時(shí)間常數(shù)T和放大系數(shù)K。具有自平衡能力的單容對(duì)象的傳遞函數(shù)為第二章 系統(tǒng)元件的選擇 另一種方法是工程上經(jīng)常使用的方法，它采用實(shí)驗(yàn)法來(lái)獲得被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。對(duì)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的了解，一種方法是通過(guò)分析被控對(duì)象的工作機(jī)理，建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。有些過(guò)程可能涉及好幾種設(shè)備，而在有些設(shè)備內(nèi)部可能包括了幾個(gè)過(guò)程。過(guò)程控制的被控對(duì)象設(shè)計(jì)的范圍很廣。在控制系統(tǒng)組成后，合適的控制參數(shù)的確定及控制系統(tǒng)的調(diào)整，也完全依賴與對(duì)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的了解。尤其是一些復(fù)雜控制方案的設(shè)計(jì)，不清楚被控對(duì)象的特點(diǎn)根本就無(wú)法進(jìn)行設(shè)計(jì)。性能指標(biāo)確定后，設(shè)計(jì)出合理的控制方案，也離不開(kāi)對(duì)被控動(dòng)態(tài)特性的了解。性能指標(biāo)頂?shù)钠?，可能?huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量造成影響。因此，對(duì)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行深入了解是過(guò)程控制的一個(gè)重要任務(wù)。控制器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測(cè)量變送器都屬于自動(dòng)化儀表，他們都是圍繞被控對(duì)象工作的。 在制漿造紙過(guò)程中涉及的所有池、罐、槽體液位自動(dòng)控制。根據(jù)用戶需要也可采用控制泵啟?；蚋淖冸姍C(jī)頻率方式來(lái)進(jìn)行液位控制。在制漿造紙工廠常見(jiàn)有兩種方式的液位控制：常壓容器和壓力容器的液位控制，例如漿池和蒸汽閃蒸罐。第1章 水箱液位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理 液 位自動(dòng)控制是通過(guò)控制投料閥來(lái)控制液位的高低，當(dāng)傳感器檢測(cè)到液位設(shè)定值時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉，防止物料溢出；當(dāng)檢測(cè)液位低于設(shè)定值時(shí)，閥門(mén)打開(kāi)，使液位上升，從而達(dá)到控制液位的目的。液位自動(dòng)控制系統(tǒng)由液位變送器（或差壓變送器）、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液位自動(dòng)控制器構(gòu)成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，操作簡(jiǎn)便直觀，可以長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定在無(wú)人監(jiān)控狀態(tài)下運(yùn)行。應(yīng)用范圍 中，是控制器的傳遞函數(shù)，是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳遞函數(shù)，是測(cè)量變送器的傳遞函數(shù)，是被控對(duì)象的傳遞函數(shù)。也就是說(shuō)，一個(gè)過(guò)程控制的控制系統(tǒng)，是圍繞被控現(xiàn)象而組成的，被控對(duì)象是控制系統(tǒng)的主體。只有深入了解被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，了解他的內(nèi)在規(guī)律，了解被控辯量在各種擾動(dòng)下變化的情況，才能根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，為控制系統(tǒng)制定一個(gè)合理的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。性能指標(biāo)頂?shù)倪^(guò)高，可能會(huì)成不必要的投資和運(yùn)行費(fèi)用，甚至?xí)绊懙皆O(shè)備的壽命。不顧被控對(duì)象的特點(diǎn)，盲目進(jìn)行設(shè)計(jì)，往往會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的失敗。有了正確的控制方案，控制系統(tǒng)中控制器，測(cè)量變送器、執(zhí)行器等儀表的選擇，必須已被控對(duì)象的特性為依據(jù)。由此可見(jiàn)，在控制工程中，了解被控制的對(duì)象是必須首先做好的一項(xiàng)工作。被控對(duì)象不一定是指一個(gè)具體的設(shè)備，不少情況下被控對(duì)象是指一個(gè)過(guò)程。 過(guò)程控制被控對(duì)象的內(nèi)在機(jī)理較為復(fù)雜，由簡(jiǎn)單過(guò)程，又存在嚴(yán)重非線性的過(guò)程，有多變量過(guò)程，有些被控對(duì)象的特性隨時(shí)間或工作條件而變化。但由于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜性，完全從機(jī)理上揭示其內(nèi)在規(guī)律，獲得精確的數(shù)學(xué)模型還有較大的困難。這種方法通過(guò)測(cè)量被控對(duì)象的階躍相應(yīng)曲線（稱為飛升曲線），近似確定被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，研究被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。有自平衡能力的單容元件 如果被控對(duì)象在擾動(dòng)作用下偏離了原來(lái)的平衡狀態(tài)，在沒(méi)有外部干預(yù)的情況下（指沒(méi)有自動(dòng)控制或人工控制參與），被控變量依靠被控對(duì)象內(nèi)部的反饋機(jī)理，能自發(fā)達(dá)到新的平衡狀態(tài)，我們稱這類對(duì)象是有自平衡能力的被控對(duì)象。()這是個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)。 單容水箱。T稱為水箱的時(shí)間常數(shù)。一階系統(tǒng)的特性我們已經(jīng)在時(shí)域分析中進(jìn)行了詳細(xì)的討論，所有結(jié)論都適用于單容對(duì)象。 無(wú)自平衡能力的單容元件。在靜態(tài)下，流入水箱的流量與水泵的排水量相同都為Q，水箱的水位H保持不變。對(duì)上式兩端求取拉
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