仪表知识培训.docx

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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第34页共34页仪表知识培训第一章自动控制系统基本概念第一节自动控制系统的组成自动化装置的三个部分为：（1）、测量元件与变送器其功能为被控参数的状况转化为一种特定的、统一的输出信号（2）、自动控制器其功能为接收变送器送来的信号，与设定值比较得出偏差，按某种运算规律算出结果，将此结果用特定信号发送出去；（3）执行器通常指控制阀，根据控制器送来的信号值来改变阀门的开度，达到调节的作用。第二节自动控制系统方块图测量值z-偏差e控制器控制器输出p控制阀操纵变量q对象被控变量y测量元件变送器图1－8自动控

2、制系统方块图干扰作用f偏差e控制器控制器输出p控制阀操纵变量q对象被控变量y测量元件变送器图1－8自动控制系统方块图干扰作用f方块图中的每一个地方都代表一个具体的装置。方块与方块之间的连接线，只是代表之间的信号联系，并不代表物料联系。箭头代表信号作用的方向。对于任何一个简单的自动控制系统，它的各个组成部分在信号传递关系上都形成一个闭合的环路，在自动控制系统中采用负反馈，所以自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。第三节自动控制系统的分类自动控制系统最常用的分类方法为按照工艺过程需要控制的被控变量的给定值是否变化和如何变化来分类，分为定值控制系统、随动控制系

3、统和程序控制系统。1．定值控制系统这类系统的特点是给定值为恒定值。如果要求控制系统的工艺参数保持在一个生产指标上不变，即被控变量的给定值不变，其采用的就是定值控制系统。2．随动控制系统这类系统的特点是给定值不断变化，且这种变化不是事先预定好的，随动控制系统的目的就是使所控制系统的工艺参数准确而快速地跟随给定值的变化而变化。第34页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第34页共34页例如在某些生产过程中，要求甲流体的流量与乙流体的流量保持一定的比例，则当乙流体的流量变化时，甲流体的流量也能快速地随之变化，故该控制系统就属于随

4、动控制系统。1．程序控制系统这类系统的给定值也是变化的，但该变化按一定的时间程序变化。第四节自动控制系统的过渡过程和品质指标一、控制系统的过渡过程系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程。系统在过渡过程中，被控变量是随时间变化的，其变化规律首先取决于系统的干扰形式，在分析和设计控制系统，常选择阶跃干扰，其表现形式如图：输入量0t0时间t如果这种类型的干扰能被克服，则其他较为缓和的干扰也一定能克服。一般说来，自动控制在阶跃干扰下的过渡过程有一下几种基本形式：1.非周期衰减过程被控变量在给定值的某一侧缓慢变化，最后稳定在某一数值上，如图a所

5、示。2.衰减振荡过程被控变量上下波动，但幅度逐渐减少，最后稳定在某一数值上，如图b所示。3.等幅振荡过程被控变量在给定值附近来回波动，且波动幅度保持不变，如图c所示。4.发散振荡过程被控变量来回波动，且波动幅度逐渐变大，即偏离给定越来跃远，如图d所示。ab第34页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第34页共34页cd在以上四种过程中，d过程为发散的，称为不稳定的过渡过程，被控变量在控制过程中逐渐远离给定值，导致被控变量超出工艺允许范围，是生产所不允许的，应避免；过程a和b都是衰减的，称为稳定过程。但对于a过程来说，由于过

6、渡过程变化较慢，不能很快达到平衡状态，所以一般不采用，而b过程能够较快地使系统达到稳定状态，所以在控制过程中一般都希望达到b过程。c过程一般也被认为是不稳定过程，只有在对控制质量要求不高的场合，该控制过程可以被采用。一、控制系统的品质指标1、最大偏差或超调量最大偏差是指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值。即如图A表示。最大偏差表示系统瞬间偏离给定值的最大程度。若偏离越大，偏离时间越长，即表明系统离开规定的工艺参数指标越远，这对正常生产是不利的。在决定最大偏差的允许值时，要根据工艺情况慎重选择。有时也可用超调量来表征被控变量偏离给定值的程度，即图B表示。

7、超调量是第一个峰值A与新稳定值C之差，即B=A-C。如果新稳定值等于给定值，那么A=B。2、衰减比衰减比是表示衰减程度的指标。它是前后相邻两个峰值的比。在图中衰减比为B:B’，习惯上用n：1表示，对于正常的操作过程，n取值在4～10。3、余差当过渡过程终了时，被控变量达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差。在图中用C表示对余差大小的要求，应结合具体系统作具体分析，不能一概而论。有余差的控制过程称为有差调节，相应的系统为有差系统。反之为无差调节和无差系统。4、过渡时间第34页共34页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第34页共

8、34页从干扰作用发生的时刻起，直到系统