任务二十一自动调节系统基本概念

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1、项目七自动调节基本知识自动调节：在没有人直接参与的情况下，使调节设备过生产过程的工况自动地达到预期效果，成为自动调节；完成调节任务的所有设备成为自动调节系统。任务二十一自动调节系统基本概念眼看眼看的方框图表示在自动控制系统中称为检测、测量等调节器相当于人的大脑，对检测来的信号进行分析，并决策执行结构的调节力度。相当于人的手方框上方表示蒸汽变化时对水位的影响；左侧表示给水对水位的影响。这种对象称为多输入对象。一、调节系统术语：1）被调对象：（控制对象、被控对象）被调节的生产设备或生产过程。如：汽包

2、等。2）被调量：（被控量）表征生产过程是否正常需要调节的物理量。如水位。3）给定值：根据生产工艺要求，被调量应该达到的数值。例如，水位在正常运行期间应等于0CM。4）调节机构：受控制器（调节器）控制其开大或关小的调节阀门、档板等机构。5）调节量（被控量）：也称为调节手段，在调节机构的控制下，改变被调节量的大小，该量称为调节量。如水位调节中的阀门开度称为调节量。6）扰动：引起被调量变化的所有量称为扰动。或者凡能引起被调量变化的所有量称为扰动。调节量也是扰动的一种。蒸汽流量也属于扰动。7）调节过程：

3、当对象受到扰动后，调节仪表将被调量重新调节到预期的目标数值的过程称为调节过程。往往通过调节过程可以分析一个调节系统调节品质的好坏。8）调节系统：参与自动调节的所有仪表和被调对象总称为调节系统。二、自动调节系统方框图1、环节：环节是表示输入信号和输出信号之间关系的载体，是输入信号和输出信号之间的桥梁。整个调节系统由各环节组成。在系统图中一个方框表示一个环节。对于实际设备来讲，一条导线、一个阀门、一台设备甚至一个机组都可称为一个环节。一个环节可以有很多输入信号，但对于古典调节理论而言，一个环节只能有

4、一个输入和输出。环节有多个输入信号和多个输出信号存在关系时，分析环节要使用现代控制理论。调节系统基本概念2、信号线：组成系统框图的要素，表示信号传递方向。3、相加点：求和点，将指相求和点（一般使用圆中带X号表示）的所有信号按其箭头旁的符号进行叠加。4、分支点：表示一个信号分别传输到多个环节中。注意：信号分支后其大小不变化。例如，使用一个测量仪表测量某汽包水位为12CM，若将此信号传输给两个调节仪表，每个仪表得到的水位信号都应该等于12CM，而不是12/2CM。注意信号分支和工艺流程不相同。三、调

5、节系统的分类1、按原理分类：1）反馈调节由调节误差（被测量和给定的差），通过各环节到达输出后又通过测量环节反馈到调节的输入端（误差反馈调节必然存在一个信号环路2）前馈调节：也称为开环调节，根据信号大小按比例进行调节后，不关心调节结果的调节方式称为前馈调节。由蒸汽流量变化引起的调节机构改变（例如给水阀门的开大或关小），对水位的影响如何不用关小。开环调节不存在信号环路3）复合系统：当反馈和开环两种调节都存在时称为复合调节系统。存在开环存在闭环2、按给定数值不同分类：1）定值调节系统：在系统调节过程中

6、，给定数值为常数，系统允许改变给定数值的大小。电厂自动调节系统多采用此种给定数值。2）程序调节系统：按预先制定的规律或按时间顺序进行调节的系统称为程序控制系统。又称为顺序控制系统、开关量控制系统等。例如，自动行使的汽车等。3）随动系统：系统的控制目标随机变化，系统要不断调节使系统紧紧跟随目标的调节系统称为随动系统。例如导弹是典型的随动系统。3、按系统中闭环个数分类可分为：单回路和多回路。1）单回路系统：调节系统只存在一个闭环系统中仅存在一个反馈回路信号并未反馈回去。在电工上可以认为一电流或电压环

7、路，但在此不可以认为是环路。2）多回路调节系统：两个以上反馈回路的系统称为多回路调节系统。系统的内环调节回路系统的外环调节回路，有由于存在两个反馈调节环称为多回路调节系统。4、按信号数量分类：单输入和多输入系统1）单输入系统：系统只有一个给定和一个被调节量。系统只有一个给定数值。系统只有一个被调节量2）多输入多输出系统：系统有多个给定和多个被调节量。系统有多个给定数值。系统有多个被调节量。四、元件及系统的特性系统达到稳态时，系统或元件的输入信号和输出信号都不随时间变化，二者之间的关系称为静态特性

8、（或稳态特性）。静态特性可用代数方程式表示，也可以用输入和输出信号为轴的直角坐标图上的曲线表示。1、静态特性横轴代表输入信号，纵轴代表输出信号。每个输入信号作用一段时间后必然对应一个输出2、动态特性环节的输入信号作用后，输出的变化过程成为动态特性。动态特性强调输出量在输入信号作用对时间的变化情况。百分数代表阀门两侧压力变化（对应阀门开大或关小）。静态特性表示输入信号和输出信号稳定后的对应关系。动态或静态特性都和环节输入相关，选择何种输入信号能准确快速得到环节的特性？一般使用以下几种信号作为输入。