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第四章 简单控制系统,返回,第一节 控制系统组成控制系统的框图控制系统由被控对象、检测变送、控制器和执行器等组成,说明几点 ：,简单控制系统有两个通道：控制通道和扰动通道。 框图中的各个信号都是增量。图中的箭头表示信号的流向，并非物流或能流的方向。 各环节的增益有正、有负。当该环节的输入增加时，其输出增加，则该环节的增益为正，反之，如果输出减小则增益为负。,控制系统运行的重要准则,控制器正反作用的设置,返回,加热系统对象放大倍数为正 采用气开阀放大倍数为正 检测变送器放大倍数为正 控制器应选放大倍数为正即反作用 冷却系统对象放大倍数为负 采用气开阀放大倍数为正 检测变送器放大倍数为正 控制器应选放大倍数为负即正作用,第二节 过程特性及动态模型建立一、过程特性类型,/T0.3为大纯滞后过程，此时常规的控制系统难以奏效,被控变量和操纵变量的选择,深入了解工艺过程，选择能够反映工艺过程的被控变量； 尽量选用易于测量且关系简单的直接质量指标作为被控变量； 操纵变量的选择原则： 选择对被控变量影响较大的操纵变量，即Ko尽量大； 选择对被控变量有较快响应的操纵变量。,控制阀气开、气关形式的选择,PID控制作用,比例作用P是基本控制作用，输出与输入无相位差。Kc越大控制作用越强，随着Kc 的增加(比例度减小) ，余差下降，最大偏差减小，但稳定性变差。 比例作用P引入积分作用I后，可以消除余差。但是幅值增加，相位滞后，使稳定性裕度下降，为保持同样稳定性裕度， Kc应减少10-20%(比例度应增加10-20%)。积分时间Ti越短，积分作用越强， Ti趋向无穷大时无积分作用。应防积分饱和。,PID控制作用,比例作用P引入适当微分作用D后，幅值增加，相位超前，使稳定性裕度提高，为保持同样稳定性裕度， Kc应增加10-20%( 比例度应减少10-20%)。微分作用D可以克服容滞后，但对时滞毫无作用。微分时间Td越大，微分作用越强， Td=0无微分作用。,控制器参数经验数据,流 量：对象时间常数小，参数有波动，要大40100%；Ti要短0.31min ；不用微分 。 温 度：对象容量滞后较大，即参数受干扰后变化迟缓， 应小2060%； Ti要长310min；一般需加微分 Td=0.53min 压 力：对象的容量滞后不算大，一般不加微分 =3070% Ti=0.43min 液 位：对象时间常数范围较大，要求不高时， 可在一定范围内选取，一般不用微分， = 2080 %,控制器参数的经验整定法,返回,运用PID算法时要注意积分饱和现象,返回,示例,安全放空系统,控制器参数的半经验整定法,返回,如何设计一个控制系统？,工艺要求： 烟叶与香料按100:1混合，加料后烟叶的出口温度控制在70摄氏度； 系统描述： A:加料机入口传送带，由电机M1控制其传送； B:加料机滚筒，由电机M2控制其转动； C:加料机出口传送带，由电机M3控制其传送； D:香料泵，由电机M4控制其转动，且其转速可调； E:香料入口电磁阀，只有开、关两个状态； F:蒸汽入口阀，带阀门定位器，其开度可调节，蒸汽可对加料筒进行加热处理。 主要干扰源：1.蒸汽的热值有波动。2.加料机入口的烟叶来料流量起伏较大。,
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