控制示例.ppt

* * 3) 大滞后过程的预估补偿控制： 图 3-14 Smith预估补偿环节 图3-15 等效图 3.3 大滞后对象 3.4 锅炉汽包水位控制 * * 1）引子：汽包水位的控制是锅炉和蒸汽用户的平稳、安全的保证。水位过高会影响汽水分离，使饱和蒸汽带水过多，使过热蒸汽温度下降； 水位过低可能导致全部汽化，产生危险。锅炉的汽包水位控制一般比较严格 。 汽包水位的动态特性 给水流量W—L 蒸汽流量D—L 3.4 锅炉汽包水位控制 * * 2）控制系统的设计 蒸汽 气泡 省煤器 给水 LC 单冲量控制系统 适用于负荷小的锅炉 缺点： ① 不能克服虚假水位带来的后果 ②对蒸汽负荷的变化控制不灵敏 ③给水扰动控制滞后 （1）单冲量控制系统 3.4 锅炉汽包水位控制 * * 为了克服虚假水位现象，引入蒸汽流量，“双冲量” I=C1IC±C2IF±I0 蒸汽 IC IF I0 LC 给水 双冲量控制系统 （2）双冲量控制系统 静态前馈（蒸汽流量）—反馈（汽包水位）控制系统 3.4 锅炉汽包水位控制 GC C1 GV GPC GmF C2 Gm GPD IF L0 IC I0 I D 静态前馈（蒸汽流量）—反馈（汽包水位）控制系统 3.4 锅炉汽包水位控制 * * 在双冲量基础上，进一步克服给水干扰，引入给水流量信号 I=IC±CIF-I0 蒸汽 LC FC 给水 I’F IC IF I0 I 三冲量控制系统 （3）三冲量控制系统 前馈（蒸汽流量）——串级（汽包水位—给水流量）控制系统 GPD GmF GPC GP2 GC2 GmF ∑ GC1 Gm IF IC I0 I0 I’F I U L 3.4 锅炉汽包水位控制 * * 1）工艺及控制方案简介 炼钢厂轧钢车间在对工件轧制之前，先要将工件加热到一定的温度。右图表示其中一个加热工段的温度控制系统。系统中采用六台设有断偶报警装置的温度变送器TT i , 三台高值选择器HS，一台加法器∑，一台PID调机器和一台电/气转换器I/P。 图3-16轧钢车间加热炉多点平均温度反馈控制系统 3.5 加热炉温度预估补偿控制 * * 采用高值选择器的目的是提高控制系统之间的工作可靠性，当每对热电偶中有一个断偶时，系统仍能正常运行。加法器实现三个信号的平均，即在加法器的三个输入通道均设置分流系数α=1/3。从而得到： 3.5 加热炉温度预估补偿控制 1）工艺及控制方案简介 3.5 加热炉温度预估补偿控制 通过试验测得加热炉的数学模型： 温度传感器与变送器的数学模型为： 加热炉是一个大滞后和大惯性的对象。 2）加热炉模型分析与建立 * * * * 广义被控对象的数学模型： 由于10s+1≈ ，故上式可演化为： 3.5 加热炉温度预估补偿控制 2）加热炉模型分析与建立 * * 图3-17 加热炉温度Smith预估补偿系统框图 3.5 加热炉温度预估补偿控制 3）Smith预估补偿方案 3.5 加热炉温度预估补偿控制 加入Smith预估补偿环节后，PID调节器控制的对象包括原来的广义对象和补偿环节，从而等效被控对象的传递函数为： 3）Smith预估补偿结果 * * 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 控制理论课程设计 第三部分 控制示例 第三部分 内容 3.1 电机控制 3.2 转炉炼铜供氧量的控制 3.3 具有大滞后对象的控制 3.4 锅炉水位控制系统 3.5 钢坯加热炉的控制 * * 3.1 电机控制 1) 单闭环电机控制原理图 图3-1 单闭环电机控制原理图 * * 3.1 电机控制 2) 单闭环电机控制结构图 图3-2 单闭环电机控制结构图 * * 3.1 电机控制 3) 单闭环控制系统存在的问题 采用转速负反馈和PID调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。 * * b) 理想的快速起动过