热控第一章_热工自动化基础.ppt

一、典型输入信号： （1）阶跃函数 三、控制系统的性能指标 具体步骤： (1)将调节器的积分时间置于最大，即 ；置微分时间 ；置比例带 于一个较大的值，将系统投入闭环运行； (2)在系统处于稳定状态后做阶跃扰动试验，观察控制过程。如果过渡过程衰减率大于0.75，应逐步减小比例带值，并再次试验，直到过渡过程曲线出现4：1的衰减过程。对于Ψ=0.9 的调节过程，也一样做上述试验，直到出现10：1的衰减过程。记录下4：1(或10：1)的衰减振荡过程曲线； 衰减曲线 在上图所示的衰减曲线上求取Ψ=0.75 的振荡周期 或Ψ=0.9时的上升时间 ，结合此过程下的调节器比例带，按上表计算出调节器的各个参数。 (3)按计算结果设置好调节器的各个参数，作阶跃扰动试验，观察调节过程，适当修改调节器的参数，直到满意为止。 （4）经验法 根据经验进行参数试凑的方法，首先根据经验设置一组调节器参数，然后将系统投入闭环运行，待系统稳定后作阶跃扰动试验，观察调节过程；如果过渡过程不令人满意，则修改调节器参数，再作阶跃扰动试验，观察调节过程；反复上述试验，直到调节过程满意为止。 具体步骤： (1)调节器的积分时间放到最大，微分时间置于最小，据经验设置比例带值。将系统投入闭环运行，稳定后作阶跃扰动试验，观察调节过程，若过渡过程有希望的衰减率( )则可，否则改变比例带值，重复上述试验。 (2)将调节器的积分时间由最大值调整到某一值，由于积分作用的引入使系统的稳定性下降，这时应将比例带值适当增大，一般为纯比例作用的1.2倍。作阶跃扰动试验，观察调节过程，修改积分时间重复试验，直到满意为止。 (3)保持积分时间不变，改变比例带，看调节过程有无改善，若有改善则继续修改比例带，如无改善则反向修改比例带，直到满意为止。保持比例带不变修改积分时间，同样反复凑试直到满意为止。如此反复凑试，直到有一组合适的积分时间和比例带。 (4)对于采用三参数的调节器，在进行完上述调整试验后，将微分时间由小到大的调整，观察每次试验过程，直到满意时为止。 这种方法使用得当，同样可以获得满意的调节器参数，取得最佳的控制效果。而且此方法省时，对生产影响小。 （5）动态参数法 动态参数法是在系统处于开环状态下，作对象的阶跃扰动试验，根据记录下的阶跃响应曲线求取一组特征参数 (无自平衡能力对象)或 (有自平衡能力对象)，再根据经验公式计算出调节器的各个参数。 1）有自平衡能力对象 过响应曲线拐点P作切线交稳态渐近线于A，交时间轴于C；过A点作时间的垂线交于B，则： 2）无自平衡能力对象 作响应曲线直线段的渐近线交时间轴于C，过直线段上任一点A作时间垂线并交于B，则： 由此，按下表经验公式计算出调节器整定参数。 对象特征参数 和 的乘积 反映了控制难易的程度；越大，对象就越不好控制，因此调节器的比例带应该取大一些，即与 成正比。对于比例积分调节，由于积分作用的加入使系统的稳定性下降，因此比例带为纯比例作用时的比例带的1.2倍；对于采用比例积分微分调节，由于微分作用提高了系统的稳定性，因而比例带可为纯比例作用时比例带的0.8倍。 §1.7 热工系统的主要控制方式 1-3 （一）控制系统的评价 稳定性、准确性、快速性 1、稳定性 指控制系统在受到干扰作用后，系统的平衡被破坏，在控制设备的控制作用下，控制系统能恢复到一个新的平衡状态，称为稳定的控制系统。稳定的控制系统的被控参数和控制参数的过渡过程曲线最后趋于平衡；不稳定的控制系统过渡过程曲线则是渐扩的，无法恢复平衡。 稳定程度可以用衰减率这个指标来衡量 式中: 被控参数从新稳定值算起的第一波峰值。 被控参数从新稳定值算起的第三波峰值。 衰减率和系统稳定性之间的关系 过渡过程为非周期过程 过渡过程为等幅振荡过程 过渡过程为衰减振荡过程 过渡过程为发散振荡过程 2、准确性 指被控参数的实际值与给定值之间的动态偏差和静态偏差。最大动态偏差是指整个过渡过程中被控参数偏离给定值的最大差值；静态偏差是过渡过程结束后被控参数与给定值之间的差值。 现场中希望两个偏差越小越好。 3、快速性 指过渡过程的持续时间，即从干扰发生起至被控参数又建立新的平衡状态为止的过渡时间。一般认为被控参数进入偏离给定值范围内就基本稳定了。当然