热工B-热工控制系统第二章.pdfVIP

能源与动力工程学院 第二章热工对象动态特性 能源与动力工程学院 2.1 基本概念 一、动态特性 动态特性：对象的某一输入量（调节作用或扰动）变化 时，其被控参数随时间而变化的趋势。 单容多容对象：为了便于描述热工过程中的受控对象， 对稍微简单的对象近似看作由一个集中容积和阻力组成对稍微简单的对象近似看作由一个集中容积和阻力组成， 称为单容对象；而较复杂的对象则近似看作由多个容积和 阻力组成，称为多容对象。 能源与动力工程学院 被控对象的输入端（干扰作用和控制作用，外扰和内扰）到 输出端输出端 （（被控量被控量））的信号联系称为通道的信号联系称为通道，如下图所示如下图所示：： W (S) λ W (S) μ 控制通道W (s)：控制作用到被控量之间的信号联系称为控制 μ 通道，处于控制系统的闭环以内，其动态特性较强的影响控制 系统的稳定性系统的稳定性。 扰动通道Wλ(s)：干扰作用到被控量之间的信号联系称为干扰 通道通道，，处于控制系统的闭环以外处于控制系统的闭环以外，，其动态特性只影响调节过程其动态特性只影响调节过程 中被控量的幅值。 能源与动力工程学院 二、影响对象动态特性的结构性质 阀1 μ1 QQ1 h 阀2 μ2 单容水箱示意图 Q2 1、容量系数 由上图，其水位变化为： dh Q −Q C 1 2 dt 式中式中：C －比例系数比例系数，水槽截面积或水容量水槽截面积或水容量。 能源与动力工程学院 Qd G (Q 1 − Q 2 ) d t d G 则Ｃ可表示为： C dd hh 上式表明，比例系数C是被控参数（h ）变化一个单位 时需要对象物质储量时需要对象物质储量 （（GG））的变化量的变化量，，CC就称为对象的容量就称为对象的容量 系数。 ２２、、阻力系数阻力系数：： 上图所示的水箱系统中，流出侧阀门2 的开度一定时，流 出水量出水量QQ2 的大小就取决于水箱水位的大小就取决于水箱水位h和流出侧阀门和流出侧阀门2 的阻力的阻力 （用Ｒ表示）。所以阻力系数表达为： d h RR d Q 能源与动力工程学院 ３、传递延迟： 在水箱系统中在水箱系统中，，如果阀门如果阀门１１与水箱间距离较长与水箱间距离较长 （（不能忽不能忽 略），当某一时刻控制阀门1阶跃开大，其流出量Q1