1控制系统与调试.ppt

一、自动化 支撑：理论与技术 从技术装置来看发展： 1．三、四十年代 基地式仪表(高加水位控制） 2．五、六十年代 单元组合仪表 3 ．七十年代 计算机控制 国外，五十年代开始试验计算机控制 计算机控制 1、DDC控制 （Direct Digital Control直接数字控制 ） 2、SCC控制 （Supervisory Computer Control监督计算机控制 ） DCS控制 （Distributed Control Systems分散控制系统 ） 分为若干级：过程控制级、控制管理级、生产管理级、经营管理级 分散控制、集中操作、分级管理，合而自治和综合协调地设计原则。 理论上看控制发展： 五十年代以前， 理论基础是传递函数（经典控制），以简单控制系统为主。 六十年代，以状态空间分析方法为基础，现代控制理论应用。 由于以线性系统为前提，但实际应用效果不好。 第三代控制理论出现 针对机理复杂，精确数学模型难以建立。 理论上看控制发展： 以专家控制系统、神经网络控制和模糊控制为主。 典型应用： MAX Power 1000+ 以专家系统，神经网络进行生产过程设备故障分析和性能分析。 XDPS分散控制系统（新华控制工程公司）加入了模糊控制模块。 OVATION分散控制系统(西屋）提供模糊控制、神经网络算法模块。 二 热工自动化 单元机组：机、炉、电为一整体 热工自动化内容： 自动检测 顺序控制 自动保护 自动控制 三、控制系统组成与分类 组成及术语 组成基本控制系统的四个部分： 被控对象、检测变送、控制器、调节机构 控制系统分类 结构分：单变量控制系统、多变量控制系统 工艺参数分：过热汽温控制系统、主蒸汽压力控制系统 任务分：比值控制系统、前馈控制系统 装置分：常规过程控制系统、计算机控制系统（DCS、FCS） 闭环分：开环控制系统、闭环控制系统 控制系统的分类 按给定值的不同来分类： 1． 定值控制系统：恒定值 2． 随动控制系统：给定值是不断变化，而这种变化往往是无规律的，是未知的时时间函数。 3．程序控制系统：给定值是变化的，变化规律是一个已知的时间函数。 四、控制性能指标 四个常用指标 (1)衰减比和衰减率： 衰减比： 4:1 10:1 衰减率： 0.75 0.9 (2) 最大偏差和超调量 最大偏差：被调量偏离给定值的最大偏差值 超调量： （3） 调节时间（控制时间ts） 从原来的平衡状态被破坏到另一个新的平衡状态所需要的时间ts，实际上，被调量恢复到给定值的95％的范围时，就认为是稳定的。 （4）? 余差（静态偏差） 新的稳态值y与给定值之间的差值。 五、被控对象动态特性 1、多输入单输出的被控对象 模型表示 2 多输入多输出系统 热工对象一般特性 对象动态特性具有以下一些特点。 （1） 被调量的变化是不振荡的 （2） 被调量有迟延和滞后特性 （3） 自平衡能力和无自平衡能力 （4）描述对象的动态方程的参数有：放大倍数K、时间常数T、迟延时间τ。 六、控制策略 PID控制： proportional—integral—derivative control PID控制规律具有： （1） 原理简单，使用方便。 （2） 适应性强。 （3）鲁棒性强。 比例控制（P控制） 一、控制规律 ： 积分控制 （I控制） 一、控制规律： 消除余差，但稳定性变差（相对纯P控制） 三 积分时间对过渡过程的影响 （纯I控制） 四 PI控制 I控制响应慢，工程上很少有单独使用，一般都是PI控制。 微分控制（D控制） 一、控制规律 实际PD： 三 PID. 七、控制系统结构 1、单回路反馈控制系统 一、放大系数对控制质量的影响 二、时间常数和迟延时间对控制质量的影响 1、干扰通道时间常数Td和迟延τd的影响。 2、控制通道T和τ对控制质量的影响 T对控制质量的影响 控制通道时间常数太大，系统反映速度慢，工作频率下降，过程的持续时间较长。 T太小，反应过于灵敏，容易引起系统振荡。 τ迟延对控制质量的影响 测量元件和变送器特性对控制质量的影响 执行机构特性对控制质量影响 一、调节阀在联管路中 单回路控制系统的参数整定 整定基础 根与响应关系 2 串级控制系统 串级控制系统的特点 (1)对进入副回路的二次干扰具有很