新型单回路控制.ppt

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新型单回路控制

过程控制工程 黄   钟   旺; 随着生产过程自动化水平的日益提高,以及现代控制理论的发展,控制系统的类型越来越多,复杂程度的差异也越来越大。 在这里,只介绍我们化工生产中常见的控制方案。 PID类控制方案,包括:单回路PID、串级、前馈、均匀、比值、分程、选择或超驰控制等。而其中简单控制系统即单回路控制是使用最普遍(占85%左右)、结构最简单的一种自动控制系统。 ; 简单控制系统的结构与组成;液位控制系统的组成与方块图;热交换器的温度控制系统;热交换器温度控制系统方块图;一般的单回路控制系统;过程控制系统的重要术语;单回路控制器控制规律的选择 ;控制系统的分类;PID三个基本参数kp 、ki 、kd 对PID控制作用和影响 ;2、积分(I)控制 在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。 因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 ;PID三个基本参数kp 、ki 、kd 对PID控制作用和影响;对PID三个基本参数kp 、ki 、kd 的个人概括总结;控制器控制规律的选择原则;控制器参数的工程整定;控制器参数的工程整定;方法3-响应曲线法 临界比例度法的局限性: 生产过程有时不允许出现等幅振荡,或者无法产生正常操作范围内的等幅振荡。 响应曲线法PID参数整定步骤: (1)在手动状态下,改变控制器输出(通常采用阶跃 变化),记录被控变量的响应曲线; (2)由开环响应曲线获得单位阶跃响应曲线,并求取 “广义对象”的近似模型与模型参数; (3)根据控制器类型与对象模型,选择PID参数并投 入闭环运行。在运行过程中,可对增益作调整。 ;控制器参数的工程整定;特点:适合于存在明显纯滞后的自衡对象,而且广义对象的阶跃响应曲线可用“一阶+纯滞后”来近似。 整定公式:;控制器正反作用的判断;控制器正反作用的判定 ;一、符号法  (1)、原理:自控系统正常工作,必须是一个负反馈调节系统,为此各环节乘积必须是正。各环节:调节器,Kc,调节阀,对象,Kc·Kp·Kv=正 (2)正负号规定: 1)控制器反作用为:“正”;正作用为“负” 2)气开式调节阀为“正“,气关式为”负“ 3)对象Kp:输入增加,输出增加为“正“,反之为”负 ;-;二、逻辑推理法: 1)根据工艺条件确定阀开闭形式 2)确定控制器正反作用 ①首先假定控制器为某一作用,如正作用 ②分析是否符合设计意图,符合则原假设正确,否则取其反 分析: 1)判断阀开闭形式,选发阀为气开式 2)假定控制器 设为正作用 分析: ①液位h↑→e(t) ↑→u(t)↑→Q(t) ↑→h(t)↓(原假设 符合要求,取正作用) ②如果阀为气关,则液位h↑→e(t) ↑→u(t)↑→Q(t) ↓ →h(t)↑(原假设不符合要求,取反作用) ; 前面的符号判断的规定为教科书上的。大家注意到没有?各环节:调节器,Kc,调节阀,对象,Kc·Kp·Kv=正;但是在控制器的正反作用的符号上,又规定控制器反作用为:“正”;正作用为“负”。 这很容易混乱概念。这里介绍我读??时的技巧:就是:Kc·Kp·Kv=负!那么直接的控制器的符号就直观了,控制器反作用为:“负”;正作用为“正”。(这只能在个人理解,正式的答题还得按照教科书的规定) ;+; 单回路课程完毕

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