过程控制作业复习正式课件.ppt

前馈控制与反馈控制的比较 锅炉设备过热蒸气串级控制系统 主被控参数：蒸气出口温度 副被控参数：减温器出口温度 主对象：过热器 副对象：减温器 主调节器：调节器I 副调节器：调节器II 副回路：副调节器，调节阀，减温器 主回路：主调节器，副回路，过热器 一次扰动：F1 二次扰动：F2，F3 主调节器 调节阀 减温器 过热器 f3 f2 + + f1 + － 副调节器 － 前馈控制的原理是：当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据扰动量的大小改变控制变量，以抵消扰动对被控参数的影响。 二.前馈控制 + 前馈控制的特点： ①前馈控制器是按是按照干扰的大小进行控制的， 称为“扰动补偿”。如果补偿精确，被调变量不会变化，能实现“不变性”控制。 ②前馈控制是开环控制，控制作用几乎与干扰同步产生，是事先调节，速度快。 ③前馈控制器的控制规律不是PID控制，是由对象特性决定的。 ④前馈控制只对特定的干扰有控制作用，对其它干扰无效。 3．前馈控制的局限性 ①实际工业过程中的干扰很多，不可能对每个干扰设计一套控制系统，况且有的干扰的在线检测非常困难。 ②前馈控制器的补偿控制规律很难精确计算，即使前馈控制器设计的非常精确， 实现时也会存在误差，而开环系统对误差无法自我纠正。 因此，一般将前馈控制与反馈控制结合使用。前馈控制针对主要干扰，反馈控制针对所有干扰。 复合控制系统具有以下优点： ①在反馈控制的基础上，针对主要干扰进行前馈补偿。既提高了控制速度，又保证了控制精度。 ②反馈控制回路的存在，降低了对前馈控制器的精度要求，有利于简化前馈控制器的设计和实现。 三. 比值控制系统 定义：实现两个或多个参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。 例如要实现两种物料的比例关系，则表示为： Q2=K Q1 其中：K—比值系数； Q1—主流量(主物料的流量）； Q2—副流量（从物料的流量） 。 1.单闭环比值控制系统 特点： 对Q2进行闭环控制，比值控制精度提高。 控制目标：Q2=K Q1 F1T Q1 Q2 K F2T F2C 测量变送器1 比值器 控制器 控制阀 流量对象 测量变送器2 2.双闭环比值控制系统 特点： Q1是主流量，Q2是副流量。两个流量都可控，因此总流量稳定。 F1T Q1 Q2 F1C F2T F2C K 有两个闭环控制回路，用比值器联系。 控制目标：Q2=K Q1 比值器 副调节器 调节阀 副对象 副流量测量变送器 主调节器 调节阀 主对象 主流量测量变送器 过程控制系统与仪表 复习 过程控制系统的定义： 为实现对某个工艺参数的自动控制，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的 一个整体。 过程控制系统的主要任务是：对生产过程中的重要参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。 控制系统由被控对象、检测变送器、控制器和执行器等组成 一般控制系统的组成及框图 控制系统由被控对象、检测变送、控制器和执行器等组成 通常将执行器、被控对象和检测变送环节合并为广义对象。 一般控制系统的框图 1. 按设定值的形式分类 1）定值控制系统—— 设定值恒定不变。 2）随动控制系统——设定值随时可能变化。 3）程序控制系统——设定值按预定的时间程序变化。 给定值 被控变量 干扰f 控制器 变送器 执行器 被控对象 + e 实测值 － 2. 按系统的结构特点分类 1）反馈控制系统（闭环控制系统） 给定值 被控变量 干扰f 控制器 变送器 执行器 被控对象 + e 实测值 － 2）前馈控制系统（开环控制系统） 测量值 被控量 干扰f 控制器 执行器 被控对象 开环控制系统原理框图 检测变送器 3）复合控制系统 给定值 被控变量 干扰f 控制器1 变送器1 执行器 被控对象 + e 实测值 － 变送器2 控制器2 + + 前馈-反馈复合控制系统原理框图 控制系统的单项品质指标小结 稳定性 衰减比n = 4:1~10:1最佳 准确性 余差C小好 最大偏差 A 小好 快速性 过渡时间 Ts 短好 振荡周期 T 短好 第3章 控制仪表 控制仪表又称控制器或调节器。其作用是把被控变量的测量值和给定值进行比较，得出偏差后，按一定的调节规律进行运算，输出控制信号，以推动执行器动作，对生产过程进行自动调节。 ＋ － 控制器 y e 被控变量 测量值x 被控变量 给定值xr 给