自动控制回路原理和应用.ppt

《自动控制回路原理和应用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、自动控制系统原理和应用一、自动控制系统的组成由调节对象和自动调节装置组成,自动调节装置由测量元件变送器，调节器，执行器组成。干扰作用自动调节器气动薄膜调节阀调节对象测量元件变送器给定值偏差测量值调节器输出调节作用被调参数自动控制系统方框图调节对象：需要实现控制的设备、生产过程，如加热炉、常压塔、压缩机。被调参数：对象内要求控制保持设定值的物理量，如加热炉出口温度、压缩机入口流量。控制参数：受控制器控制，用以使被控变量保持设定值的物料量，如加热路瓦斯流量。设定值（给定值）：被控变量的目标值（预定值）偏差：给出值与测量值之差。干扰（扰动）：除控制变量以外，作用于对象并

2、能引起被控变量变化的因素。二、自动控制系统的分类：开环控制系统：控制系统的输出信号不反馈到系统的输入端。闭环控制系统：控制系统的输出信号反馈到系统的输入端，与给定值相比较，以偏差的形式进入调节器，对系统起控制作用。1、定值控制系统：给定值恒定不变，绝大部分属于此类控制系统。2、随动控制系统（自动跟踪系统）：给定值是变化的，被控变量要跟随给定值变化，如比值控制系统。3、程序控制系统：给定值按一定的时间程序变化，如自动升温控制、机组自动升速控制。三、复杂控制系统1、单回路调节:装置中绝大多数控制回路是单回路调节(T温度、F流量、L液位、P压力)给定调节器1测量偏差变送

3、器1对象1变送器2执行机构对象2调节器22、串级调节：加热炉出口温度和燃料流量串级、塔底液位与抽出流量串级。变送器执行机构对象调节器给定测量偏差3、比值调节回路：催化掺渣比调节对象调节阀1调节阀2调节器流量1执行机构调节器比值器流量2对象执行机构调节器1选择器调节器25、分程调节回路：用于调节不同的介质和不同的负荷的控制要求4、选择性调节回路：催化提升管出口温度与再生滑阀压降选择性调节四、自动控制系统的过渡过程以阶跃干扰作用作为干扰的代表，在阶跃干扰作用下调节系统的过渡过程有以下几种：1、非振荡衰减过程被调参数在给定值一侧作缓慢变化，没有波动，最后回到给定值。2、

4、衰减振荡过程被调参数在给定值附近上下波动，但幅度逐渐减小，最后稳定在某一数值上。3、等幅振荡过程被调参数在给定值附近来回波动，幅度不变。4、发散振荡过程被调参数来回波动，幅度逐渐增大，偏离给定值越来越大。四种振荡过程ytytytyt等幅振荡过程振荡衰减过程非振荡衰减过程发散振荡过程系统对各指标的要求：希望余差尽量小，最大偏差小一些，过渡时间短一些，衰减比要适当。ytABB’C五、自动控制系统的品质指标衰减比：前后两个相邻峰值之比。一般希望在4：1到10：1之间。余差：被控变量在干扰结束后的稳态值和给定值之差，要满足工艺生产要求。最大偏差：被控变量偏离给定值的最大程

5、度。过渡时间：从干扰产生到建立新的平衡状态之间的时间，过渡时间越短越好。振荡周期：被控变量两个相邻波峰之间的时间，时间越短越好。六、PID调节规律对过渡过程的影响比例调节规律比例作用的输出与偏差值成比例。即比例似一个放大器，偏差来，放大送出。比例度（P）是放大倍数（KC）的倒数。比例度越大，则系统越易稳定，但此时余差越大。比例度越大，过渡过程曲线越平稳。反之比例度越小，过渡过程曲线越振荡。积分作用积分作用的输出变化速度与偏差成正比积分作用用来消除偏差。只要偏差存在，作用不停止。积分时间Ti小积分作用强。积分时间Ti大积分作用弱。积分时间过大，积分作用不明显，余差消

6、除慢，如曲线3。积分时间过小，过渡过程的振荡剧烈，稳定度下降，见曲线1。微分作用微分作用的输出与偏差的变化速度成正比。Td越大微分作用越强。阶跃输进来，输出立即跳上来，微分时间Td长，下降就慢些。微分调节主要用来克服调节对象的惯性滞后和容量滞后，如温度对象。七、调节器参数的工程整定调节器参数的整定：就是按照已确定的调节方案，求取使调节质量最好的调节器参数值的过程，确定最佳的调节参数：比例度，积分时间和微分时间。调节器参数PID参数四种方法:临界比例度法、衰减曲线法、经验凑试法、反应曲线法经验凑试法先将调节器参数根据不同被调参数按表格中参数设置，然后根据记录纸上的过

7、渡过程曲线，运用P，Ti对过渡过程的影响为指导，分别整定各个参数，直到获得满意的过渡过程为止。各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s,液位L: P=20~80%,T=60~300s,流量L: P=40~100%,T=6~60s。经验凑试法的经验：参数整定关键在于“看曲线，调参数”调参数应根据P，Ti，Td对过渡过程的影响进行：P小易引起波动，大则不易波动。Ti小易引起波动，大则不易波动。Td小不易引起波动，大则易波动常用经验口诀：参数整定找最佳

8、，从小到大