最新自动控制仪表幻灯片.ppt

《最新自动控制仪表幻灯片.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、自动控制仪表第一节概述自动控制仪表在自动控制系统中的作用是将被控变量的测量值与给定值相比较，产生一定的偏差，控制仪表根据该偏差进行一定的数学运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对被控变量的自动控制。控制仪表发展的三个阶段：1、基地式控制仪表：它与检测、显示等仪表组装在一起，结构简单、方便，但通用性差，只在特定或小化工厂使用。2、单元组合式仪表中的控制单元：它是单元组合式，则各单元间以统一的标准信号相互联系。控制仪表有电动和气动两大类。3、以微处理器为基元的控制装置：其控制功能丰富、操作方便，很容易构

2、成各种复杂控制系统。目前，有总体分散控制装置、单回路数字控制器、可编程数字控制器（PLC）和微计算机系统等。第二节基本控制规律及其对系统过渡过程的影响1、控制规律：指p与e之间的函数关系。p=f(e)=f(z-x)。指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。通常是在控制器的输入端加入一个阶跃信号，研究其输出信号变化情况。研究控制器的控制规律时是把控制器和系统断开，即只单独研究控制器本身的特性。其中p是控制器的输出信号；e是控制器的输入信号经比较机构后的偏差信号；x是给定值；z是测量值。2、基本控制规律：双位

3、式控制、比例控制（P）、积分控制（I）、微分控制（D）及它们的组合形式，PI、PD、PID。3、不同的控制规律适应不同的生产要求，必须根据生产要求一选用适当的控制规律，因此首先必须了解常用的几种控制规律的特点与适用条件，然后，根据过渡过程品质指标要求，结合具体对象特性，才能作出正确的选择。一、双位控制二、比例控制三、积分控制四、微分控制简单的比例控制系统动画动画（flash）比例控制：具有比例控制规律的控制器称为比例控制器，其输出信号变化量P与输入信号（指偏差，当给定值不变时，偏差就是被控变量测量值的变化量）e之间

4、成比率关系。   （Kp为放大系数）  工业上常用比例度δ代替Kp：仪表量程：控制器的输出范围：可以从控制器表面指示看出比例度的具体意义。比例度就是使控制器的输出变化满刻度时（也就是控制阀从全关到全开或相反），相应的仪表测量值变化占仪表测量范围的百分数。或者说，使控制器输出变化满刻度时，输入偏差变化对应于指示刻度的百分数。比例度越小则输入变化范围就越小。若输出与输入都为标准对象，则1、比例控制与比例度控制作用强弱：对一个具体比例控制器，放大倍数KP与比例度δ成反比，KP越大，δ则越小，它将偏差（控制器的输入）放

5、大的能力越强，这种放大能力称为控制作用的强弱。反之越弱。即KP越大，表示控制作用越强，而δ越大，表示控制作用越弱。比例度的动画2、比例控制系统的过渡过程动画（flash）3、比例度对过渡过程的影响比例度对过渡过程的影响（1）比例控制的优缺点：优点是反应快，控制及时；即有偏差信号输入时，输出立刻与它成比例地变化，偏差越大，输出的控制作用越强。缺点是系统有余差。（2）比例度与系统的稳定性关系：δ越小，系统控制越强，只能说明控制是及时，并不能说明δ越小越好；从比例度对过渡过程的影响可得出：δ小于临界值时，系统的过渡过程为

6、发散振荡，系统不稳定；δ等于临界值时，系统的过渡过程为等幅振荡，系统处于稳定与不稳定之间；δ适当时，系统的过渡过程为衰减振荡，系统稳定；δ太大时，系统的过渡过程为非周期振荡，系统较稳定。总之：δ越大，过渡过程曲线越平衡，但余差也越大。（3）δ最佳取值范围：一般取值小于20%，如果对象的滞后较小（τ/T）、时间常数较大以及放大倍数较小时，控制器的δ可以选得小些，以提高系统的灵敏度，使反应快些，从而过渡过程曲线的形状较好。反之，比例度就要选大些以保证稳定。参考资料对象的滞后较小时如何选择比例度滞后较小：指被控对象的控制

7、通道滞后时间与其时间常数之比τ/T值较小，则表明对象显的较迟动，所以提高比例控制作用，提高控制系统的灵敏度，让比例度减小些。图1中，C表示被控变量受到干扰后，操纵变量没有起到校正作用，被控变量逐渐偏离给定值。A与B都表示被控变量分别在不同的滞后时间时受到操纵变量的校正作用开始回落。但两者个操纵变量的控制通道的滞后时间不同，即对象滞后大小不同，其超调量、过渡时间随滞后时间增加而增大。图2中，曲线C含义同图1。A与B都表示被控变量在相同的滞后时间时分别受到两个大小不同的操纵变量的校正作用开始回落。对象的控制通道的滞后大

8、小与放大系数大小都相同，A、B的斜率是相同的；但操纵变量的大小不同表示控制器的比例度大小不同，比例度大表示控制不及时A，其超调量、过渡时间较大，反之控制及时B，其超调量、过渡时间较小。图3中，曲线C含义同图1。A与B都表示被控变量在相同的滞后时间时分别受到两个大小相同的操纵变量的校正作用开始回落。对象的控制通道的滞后大小相同，但其放大系数大小不同，A、B的斜