自动控制系统培训(1)单回路系统

《自动控制系统培训(1)单回路系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、主要内容一、常规单回路控制系统二、复杂控制系统1、串级系统控制系统2、前馈系统控制系统3、比值系统控制系统4、均匀系统控制系统5、分程系统控制系统6、选择系统控制系统2021/6/131一、常规单回路控制系统主要内容：控制系统的组成及控制性能指标控制阀环节介绍控制器的选取和参数整定控制系统的投运1.1控制系统的组成及控制性能指标1.1.1控制系统的组成2021/6/132自动控制：在出口管道上口装上感温元件热电阻、热电偶调节器测取给定值（设定值）与测量值的偏差按一定的调节规律改变燃料油阀门的开度

2、，调节燃料油流量S。燃料油TT101TC101物料出口温度工艺要求保证物料出口温度对象分析干扰:物料入口温度、流量燃料油温度、流量等可变量:燃料油流量操作手段调整燃料油流量(1)典型温度控制系统手动控制：通过眼睛观察出口温度来调节阀的开度热电阻、热电偶标准信号调节器调节阀2021/6/133(2)单回路控制系统的构成Gm(s)扰动F(s)Gc(s)控制器控制阀被控对象测量变送器控制变量U(s)操纵变量Q(s)测量值Z(s)被控变量Y(s)设定值R(s)偏差E(s)-Gv(s)Gp(s)单回路控制

3、系统方块图被控对象：反映操纵变量、扰动与被控变量之间关系的环节；自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。被控变量：被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。操纵变量：受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控保持设定值的物料量或能量。扰动量：除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。设定植：被控变量的预定值偏差：被控变量的设定植和实际值之差控制器、控制阀、测量变送器、被控对象基本概念2021/6/134如在电加热装置上为改变加热电压的可控硅调压器在变速泵控制流量的装置上它是变速

4、泵或变频器执行器{压力控制系统控制器：包括控制器环节和比较环节将给定值与测量值比较，根据偏差按一定的规律运算输出操纵控制阀，是控制系统的核心。测量变送：为控制器提供测量值的环节将工艺参数转换为统一的标准信号，4~20mA控制阀：接受控制器的输出变量u的信号去改变操纵变量的环节PC101PT101被控对象包括:控制阀到测压元件之间的管道储气罐、手动阀不仅仅是控制阀到测压元件之间的管道，因储气罐的容积和手动阀的开度影响压力的的变化速度。2021/6/1351.1.2控制性能指标控制回路的目的设定值变化或系统

5、受干扰作用时，受控变量应平稳、迅速、准确地回复到设定值，为此衡量所设计系统的优劣就可以从稳定性、快速性和准确性三方面判别，提出综合性能指标。出发点：根据工艺过程的实际需要确定指标要求有些情况准确性很高；另一些情况达到一定的范围即可。性能指标的类型：一般情况下，主要有两类性能指标以阶跃响应曲线的几个特征参数作为性能指标偏差积分性能指标2021/6/136(1)过渡过程：对于任何一个控制系统，扰动作用是不可避免的客观存在。系统受到扰动作用后，其平衡状态被破坏，被控变量就要发生波动，在自动控制作用下，经过

6、一段时间，使被控变量回复到新的稳定状态。把系统从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程，称为系统的过渡过程。性能指标的作用：衡量所设计系统的优劣控制器参数整定的依据2021/6/137t(2)几种阶跃扰动作用下的过渡过程曲线及说明上图表明当系统受到扰动作用后，被控变量上下波动，且波动幅度逐渐增大，即被控变量偏离设定值越来越远，以致超越工艺允许范围。yyt上图表明当系统受到扰动作用后，被控变量上下波动，且波动幅度逐渐减小，经过一段时间最终能稳定下来。发散振荡过程衰减振荡过程2021/6/138yty

7、t等幅振荡过程非振荡衰减过程上图表明当系统受到扰动作用后，被控变量在给定值的某一侧做缓慢变化，没有上下波动，经过一段时间最终能稳定下来。上图表明当系统受到扰动作用后，被控变量做上下振幅恒定的振荡，即被控变量在设定值的某一范围内来回波动，而不能稳定下来。2021/6/139(3)以阶跃响应曲线的几个特征参数作为性能指标单项性能指标包括:衰减比、超调量、最大偏差、余差、恢复时间、振荡频率B1y(t)y(∞)tptsAB2ttpy(t)y(∞)tsy(tp)B1B2t衰减比:表示率减程度的指标曲线中前后两个相

8、邻波峰值之比B1/B2一般取4:1~10:1小于1:1时发散振荡衡量稳定性2021/6/1310超调量（最大偏差）：y(tp)-y(∞)超调量=———————100%y(∞)最大偏差是指过渡过程中被控变量偏离设定值的最大数值。余差：过渡过程终了时新稳态值与设定值之差。精确度衡量稳定程度2021/6/1311恢复时间（过渡时间）ts：是指控制系统受到扰动作用后，被控变量从原稳态状态回复到新的平衡状态所经历的最短时间。振荡周期（或频率）：回