单回路pid控制

《单回路pid控制》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、3单回路PID控制Outline掌握调节阀的流量特性及开关选择原则掌握单回路控制器“正反作用”的选择原则；掌握单回路控制系统的常用性能指标；掌握PID控制律的意义及与控制性能的关系。3.1控制阀的选择控制阀概述控制阀或执行器是过程计算机控制系统中的一个重要组成部分。它的作用是接收控制器送来的控制信号，改变被控介质的流量，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。执行器的动作是由调节器的输出信号通过各种执行机构来实现的。执行器由执行机构与调节机构构成，在用电信号作为控制信号的控制系统中，目前广泛应用以下三种控制方式，如下图所示。

2、执行器的构成及控制形式执行器的分类：①按动力能源分类分为气动执行器、电动执行器、液动执行器。气动执行器利用压缩空气作为能源，其特点是结构简单、动作可靠、平稳、输出推力较大、维修方便、防火防爆，而且价格较低；它可以方便的与气动仪表配套使用，即使是采用电动仪表或计算机控制时，只要经过电/气转换器或电/气阀门定位器，将电信号转换为0.02~0.1MPa的标准气压信号，仍然可用气动执行器②按动作极性分类分为正作用执行器和反作用执行器③按动作行程分类分为角行程执行器和直行程执行器④按动作特性分类分为比例式执行器和积分式执行器控制阀的选择内容：口

3、径大小开闭形式流量特性结构型式口径大小的选择控制阀口径大小直接决定着控制介质流过的能力。原则：控制阀口径不宜选的太大，也不宜选的太小，留有余地。控制阀口径大小通过计算控制阀流通能力的大小来决定，控制阀流通能力必须满足生产控制的要求并留有一定的余地。以通过阀的最大流量时阀的开度90%来验证。调节阀的工作流量特性分析阀阻比S100：调节阀全开时的两端压降与系统总压降之比，即为了保证控制阀具有一定的可控范围，必须使阀两端的压降在整个管线总压降中有较大的比例。S值小，可控范围就窄，将导致控制阀特性的畸变，使控制效果变差。调节阀工作流量特性（续

4、）线性阀的特性变异对数阀的特性变异气动调节阀的结构u(t)：控制器输出(4~20mA或0~10mADC)；pc：调节阀气动控制信号；l：阀杆相对位置；f：相对流通面积；q：受调节阀影响的管路相对流量。控制阀气开气关结构示意图阀门的“气开”与“气关”1.气开阀与气关阀*气开阀：pc↑→f↑(“有气则开”)*气关阀：pc↑→f↓(“有气则关”)无气源(pc=0)时，气开阀全关，气关阀全开。2.气开阀与气关阀的选择原则首先要从安全生产出发其次从保证产品质量出发还要考虑减少经济损失考虑介质的特性若无气源时，希望阀全关，则应选择气开阀，如加热炉

5、瓦斯气调节阀；若无气源时，希望阀全开，则应选择气关阀，如加热炉进风蝶阀。调节阀的气开气关选择FC从保护锅炉出发，应选用气闭阀；从保护后续设备出发，应选用气开阀。主要要分清主次矛盾。生产工艺对控制阀的开闭形式没有严格的要求开闭形式可以任选。LC给水蒸汽假设右图为液体储槽，控制液位为恒定，要求内部液体严禁溢出，选择控制阀的开闭形式？（1）选择流入量F1为控制变量（2）选择流出量F2为控制变量F1F2调节阀的理想流量特性调节阀理想流量特性：通过控制阀的流量和阀门开度之间的函数关系。f为相对流量；l为相对开度：线性阀（1）：等百分比阀或称对数

6、阀（2）：调节阀4种理想流量特性调节阀流量特性总结线性阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv与阀门开度无关；而随着管路系统阀阻比的减少，当开度到达50~70%时，流量已接近其全开时的数值，即Kv随着开度的增大而显著下降。对数阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv随着阀门开度的增大而增加；而随着管路系统阀阻比的减少，Kv渐近于常数。控制阀结构形式的选择阀结构形式特点及使用场合直通单座阀前后压降低，适用于要求泄露量小的场合直通双座阀前后压降大，适用于要求泄露量较大的场合角阀适用于高压，高粘度的，含悬浮物或颗粒状物质的场合高压阀适用于高压控

7、制的特殊场合蝶阀适用于有悬浮物的液体、大流量气体、压差低、允许泄露量大的场合隔膜阀适用于有腐蚀介质的场合三通阀适用于分流或合流的控制场合控制阀的结构形式调节阀流量特性的选择选择原则：仅当对象特性近似线性而且阀阻比大于0.60以上（即调节阀两端的压差基本不变），才选择线性阀，如液位控制系统；其他情况大都应选择对数阀。“广义对象”的概念特点：（1）使控制系统的设计与分析简化；（2）广义对象的输入输出通常可测量，以便于测试其动态特性；（3）只关心某些特定的输入输出变量。3.2控制器的“正反作用”选择问题问题：如何构成一个负反馈控制系统？控制

8、器的“正反作用”选择定义：当被控变量的测量值增大时，控制器的输出也增大，则该控制器为“正作用”；否则，当测量值增大时，控制器输出反而减少，则该控制器为“反作用”。选择要点：使控制回路成为“负反馈”系统。选择方法：（1）假