第二章_简单控制系统 ppt课件.ppt

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1、过程控制工程华东理工大学第二章简单控制系统主要内容2.1控制系统组成和控制系统性能指标2.2过程动态特性2.3检测变送环节2.4控制阀的选择2.5控制器的控制算法2.6控制器控制规律选择与参数整定2.1控制系统组成和控制性能指标简单控制系统是指单输入-单输出（SISO）的线性控制系统，是控制系统的基本形式。控制系统设计的基本准则是力求简单、可靠、经济和保证控制效果。简单控制系统的特点结构简单广泛的适应性经济实用可靠性高2.1控制系统组成和控制性能指标2.1控制系统组成和控制性能指标2.1.1控制系统的组成1

2、.简单控制系统的示例温度控制系统示例当系统受到外界扰动的影响时，为使被控变量（温度）与设定值保持一致，检测被控变量，并与设定值比较得到偏差，按一定控制规律对偏差运算，输出信号驱动操纵变量（流量），最终使被控变量回复到设定值。变送器检测温度控制器对偏差运算执行器改变操纵变量2.1控制系统组成和控制性能指标2.1.1控制系统的组成1.简单控制系统的示例温度控制系统示例当系统受到外界扰动的影响时，为使被控变量（温度）与设定值保持一致，检测被控变量，并与设定值比较得到偏差，按一定控制规律对偏差运算，输出信号驱动操纵

3、变量（流量），最终使被控变量回复到设定值。变送器检测温度控制器对偏差运算执行器改变操纵变量2.1控制系统组成和控制性能指标压力控制系统的示例当系统受到外界扰动的影响时，为使被控变量（压力）与设定值保持一致，检测被控变量，并与设定值比较得到偏差按一定控制规律对偏差运算，输出信号驱动操纵变量（流量），最终使被控变量回复到设定值。变送器检测压力控制器对偏差运算执行器改变操纵变量2.1控制系统组成和控制性能指标压力控制系统的示例当系统受到外界扰动的影响时，为使被控变量（压力）与设定值保持一致，检测被控变量，并与设定

4、值比较得到偏差按一定控制规律对偏差运算，输出信号驱动操纵变量（流量），最终使被控变量回复到设定值。变送器检测压力控制器对偏差运算执行器改变操纵变量2.1控制系统组成和控制性能指标液位控制系统示例当系统受到外界扰动的影响时，为使被控变量（液位）与设定值保持一致，检测被控变量，并与设定值比较得到偏差，按一定控制规律对偏差运算，输出信号驱动操纵变量（流量），最终使被控变量回复到设定值。变送器检测液位控制器对偏差运算执行器改变操纵变量2.1控制系统组成和控制性能指标液位控制系统示例当系统受到外界扰动的影响时，为使被

5、控变量（液位）与设定值保持一致，检测被控变量，并与设定值比较得到偏差，按一定控制规律对偏差运算，输出信号驱动操纵变量（流量），最终使被控变量回复到设定值。变送器检测液位控制器对偏差运算执行器改变操纵变量2.1控制系统组成和控制性能指标简单控制系统由检测元件和变送器、控制器、执行器和被控对象组成。流量控制系统示例2.1控制系统组成和控制性能指标2.控制系统的框图及有关术语简单控制系统的框图简单控制系统的传递函数描述-2.1控制系统组成和控制性能指标控制系统的有关术语（1）检测元件和变送器用于检测被控变量，并将

6、检测到的信号转换为标准信号输出。（2）控制器用于将检测变送单元的输出信号与设定值进行比较，按一定的控制规律对其偏差信号进行运算，运算结果输出到执行器。（3）执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于控制操纵变量变化。（4）被控对象是以被控变量表现其特征的装置、设备或过程。2.1控制系统组成和控制性能指标被控变量y：需要控制的工艺参数，过程控制中的常见被控变量有温度、压力、流量、液位、组分、PH值等。2.1控制系统组成和控制性能指标给定值r：生产过程中被控变量需要保持的值。2.1控制系统组成和控制性能指标操纵

7、变量m：受控于调节阀，用于改变被控变量大小的物理量称为操纵变量。2.1控制系统组成和控制性能指标干扰f：除操纵变量外，作用于被控对象并对被控变量影响较大的输入作用为干扰。2.1控制系统组成和控制性能指标偏差信号e：设定值r减去反馈信号z之差。控制器根据偏差信号的大小去控制操纵变量。2.1控制系统组成和控制性能指标简单控制系统的设计主要是被控变量和操纵变量的选择。被控变量的选择原则是：尽可能的选择直接被控变量，有足够的灵敏度，工艺合理，等等。操纵变量的选择原则是：静态合理，动态迅速，稳定性和经济性，等等。2.

8、1控制系统组成和控制性能指标3.控制系统框图的几点说明框图中的各个信号是增量。信号流向用箭头，不是物流和能流的方向。2.1控制系统组成和控制性能指标常用执行器、被控对象和检测变送环节组成广义对象，用Go(s)表示。-3.控制系统框图的几点说明2.1控制系统组成和控制性能指标4.控制系统的负反馈原则什么是反馈？反馈是系统输出通过测量变送器返回到输入，并和设定值比较的过程。反馈是控制论中最基本的概念，也是对付复杂系统