第一章单回路反馈控制系统ppt课件.ppt
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1.3 对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择 控制阀的气开、闭形式的选择原则: ● 1.4 控制阀的选择 (1)安全角度: 即当出现意外事故时,如气源中断,或电源中断,此时输入控制阀的气压信号最小,这时,考虑到工艺设备的安全性,必须使阀门全闭(气开式)或阀门全开(气闭式) 如:锅炉燃气控制阀——气开式 (2)质量角度:出现以外事故,考虑产品质量 (3)消耗角度:原料、成品及动力消耗 (4)介质特点:特殊介质,考虑气结晶、蒸发等因素 具体工艺过程,对控制阀开闭有要求的场合,要 区分主次因素(安全第一),对控制阀开闭没有要 求时,可以任选 1.4 控制阀的选择 流量特性 ● 流量特性:指流体通过阀门的相对流量和阀门相对开度 之间的关系 Q/Qmax=f(L/Lmax) Q/Qmax 相对流量 f(L/Lmax)相对开度 1.4 控制阀的选择 流量特性 ● 目前控制阀的特性有三种: 线性特性、对数特性(等百分比特性)、快开特性 L/Lmax F/Fmax 一般的,生产负荷变化→对象特性发生变化 如,热交换器: 负荷(被加热的流体)增大: 通过热交换器的时间缩短, 纯滞后减小; 特性改变 流速增大,传热效果变好 控制系统投运时,已经整定好了PID参数,一旦对象特性发生变化时,原来好的PID参数就变得不好了 1.4 控制阀的选择 流量特性 ● ●什么时候选择非线性特性? (1)选择自整定调节器,代价大 (2)通过控制阀的特性选择进行弥补 ? K ∝ 1 / K0G0 如对象负荷静态部分K0与控制阀流量F成反比, 对象负荷动态部分G0与控制阀流量F成正比, 控制阀特性取线性; P15 表1-1 控制阀流量特性的选择 课本P15分析的例子 P16 表1-2 控制阀流量特性经验选择 1.4 控制阀的选择 流量特性 ● 解决办法: 1.4 控制阀的选择 结构形式 ● 直通单座、直通双座、角阀、高压阀、蝶阀、 隔膜阀、三通阀 适用于不同工艺场合 表1-4 A B C 1.4 控制阀的选择 阀门定位器 ● 控制阀的辅助装置 接受控制器信号,输出控制控制阀 作用: 提高控制阀控制精度,准确定位; 功率放大; 可改变控制阀流量特性; 可实现分程控制 单回路反馈控制系统 1.1 单回路系统的结构组成 1.2 被控变量的选择 1.3 对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择 1.4 控制阀的选择 1.5 测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法 1.6 控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择 1.7 系统的关联及其消除方法 1.8 单回路系统的投运和整定 实验:单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究 第1章 1.5 测量及传送滞后的影响及消除方法 测量滞后的影响 ● ●容量滞后: 由于测量元件具有一定的时间常数,一阶惯性环节 理论上讲,只有当过渡时间无限长时,输出才能达到稳态(等于工艺参数值)。因此,测量变送的输出一般小于工艺参数实际值,不利于系统控制 测量变送装置的容量滞后对控制系统不利。 1.5 测量及传送滞后的影响及消除方法 测量滞后的影响 ● ●纯滞后: 参数变化信号传递到测量点需要一定的时间 使得广义对象中含有纯滞后环节,不利于控制,要尽量克服 1.5 测量及传送滞后的影响及消除方法 传递滞后的影响 ● 测量信号传送滞后:变送器→控制室 控制信号传送滞后:控制室→控制阀 生产现场与控制室有较长的一段距离,对于气动信号的传递,就会产生信号的传送滞后。一般比较小,对于电信号,可以忽略。 1.5 测量及传送滞后的影响及消除方法 克服滞后的办法 ● ●测量滞后: 选择快速反应的测量元件,以减小时间常数 选择合适的测量点,以减小纯滞后 使用微分单元,以克服容量滞后 微分环节起到超前作用,参考书上的推导,在分子上多了一个零点,对给定值的变化起到快速跟踪作用。 但是,微分环节会使得系统稳定性变差,因此,要合理使用。 1.5 测量及传送滞后的影响及消除方法 克服滞后的办法 ● ●传送滞后: 一般,气动仪表容易产生传送滞后,在气动管线比较长时,可考虑加入气动继动装置。 单回路反馈控制系统 1.1 单回路系统的结构组成 1.2 被控
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