过程控制基础知识课件.ppt

《过程控制基础知识课件.ppt》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、自动控制系统概述进水水池实际水位要求水位出水阀门Part1-1自动控制的基本原理与方式例1：恒值水位控制系统正确的操作步骤：图1-1人工控制的恒值水位系统1）将水位的要求值（期望水位）牢记在大脑中；2）用眼睛和测量工具测量水池实际水位；3）将期望水位和实际水位进行比较、计算、从而得出偏差值（大脑）；4）按偏差大小和正负性质，由大脑指挥手正确地调节进水阀门的开度。进水出水控制器气动阀门水池变送器图1-2简单的水位自动控制系统工作步骤：用变送器代替眼睛，用控制器代替人的大脑，用气动阀门代替手，得到图1-2所示自动控制系

2、统1）在控制器中设定好水位的期望值；2）变送器将检测出来的实际水位送到控制器；3）控制器将实际水位与期望值比较，并经过计算产生控制信号；4）按减小误差的方向控制阀门的开度。自动控制概念在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置）,使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控变量）自动地按照预定的规律运行。简单控制系统的组成简单控制系统由被控对象、检测变送单元、控制器、执行器四个基本环节所组成。相互关系？信号联系？方框图每个方框表示组成系统的一个环节。信号线表示相互间信号的联系，

3、箭头方向表示信号传递的方向。±信号相加点。分支点。图1-3自动控制系统通用方框图常用术语：被控对象：要求实现自动控制的设备或装置检测变送单元：一般由检测元件和变送器组成，作用是测量被控变量控制器：也称为调节器，作用是比较、运算、给出控制信号执行器：接收控制信号并对被控对象施加作用的装置前向通道：从输入端沿箭头方向到输出端的传输通道反馈通道：从输出端到输入端的反方向通道设定值（输入值）：作用于控制系统输入端，并可实现使系统具有预定性能或预定输出的物理量测量值：被控变量的测量值偏差：设定值与测量值之间的差值控制变量：指

4、控制器的输出（控制信号）操纵变量：指执行器的输出扰动：指外界或系统内部影响系统输出的干扰信号被控变量（输出值）：指被控对象的输出冷却器继电器压缩机控制器蒸发器冰箱家用电冰箱温控系统被控对象：冰箱被控量：输入量：控制器设定值（代表温度的期望值）扰动量：开门时的外界温度请问：冰箱内温度进水出水控制器气动阀门水池变送器简单水位控制系统画框图：温度控制系统练习：自动控制系统的分类什么是反馈？系统的输出变量通过测量仪表引回到系统输入端对控制作用产生影响1、按是否设有反馈环节分类开环控制系统和闭环控制系统若系统的输出信号对控制

5、作用没有影响，则称为开环控制系统。图1-4开环控制系统原理框图系统的输出信号对控制作用有直接影响的控制系统，就称为闭环控制系统。图1-5闭环控制系统原理方框图结构相对较简单、维护容易、成本低。被控量的控制精度取决于系统各环节的精度。开环控制系统的缺点：对元器件要求较高、抗干扰能力差。无法自动补偿系统干扰对被控量带来的影响。开环控制系统的优点：闭环控制系统的优点：抗干扰能力强。控制精度受环节的转换精度较小。闭环控制系统的缺点：控制作用对干扰作用有时间滞后。控制过程可能产生振荡。结构复杂、维护不易、可能存在稳定性问题。

6、下列系统中哪些是开环控制，哪些是闭环控制？家用电冰箱家用洗衣机家用空调电风扇饮水机闭环控制开环控制闭环控制开环控制闭环控制2、按输入量变化的规律分类定值控制系统：设定值保持不变（为恒定值）的反馈控制系统。例如：温度、液位、流量、压力控制系统等。随动控制系统：设定值不断的变化，没有确定的规律，是时间的未知函数。例如：雷达跟踪系统等。程序控制系统：设定值是根据工艺过程的需要而按照某种预定规律变化的，是一个已知的时间函数。举例：洗衣机，程序控制机床。本次课小结自动控制的定义？闭环控制的实质？自动控制系统的组成？自动控制系

7、统中的常用术语？框图的基本画法？控制任务：保持炉温T恒定。被控对象：被控变量：扰动：执行器：测量变送单元:加热炉炉温T燃油压力的波动、环境温度的变化、物流量的改变燃油管阀门温度检测器、流量检测器知识目标：1、理解系统的动态与静态。2、明确自动控制系统运行的基本要求。3、掌握自动控制系统的过渡过程。4、掌握自动控制系统的性能指标。系统运行的基本要求系统的动态与静态静态的定义：在自动控制系统中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态，称为系统的静态（稳态）。动态的定义：在自动控制系统中，把被控变量随时间变化的不平衡状态，

8、称为系统的动态。结论在自动控制系统中，静态是暂时的、相对的，动态是普遍的、绝对的。基本技术性能要求基本要求：稳、准、快1、稳定性：扰动下不发散当扰动信号进入系统破坏系统平衡时，有重新恢复平衡的能力。响应2、准确性：与给定值的偏差小稳态响应与给定值加以比较，是否完全一致。不稳定系统，没有必要讨论准确性偏差：0偏差：0.5不稳定系统，没有必要讨论快速性缓慢收敛，