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过程控制系统复习 第一章 过程控制概述 过程控制系统的分类 过程控制的特点 2、确定各环节正、反作用方式以及进行系统分析 机理建模的依据 试验法建模 试验法建模 试验法建模 用各环节正、反作用方式进行系统分析 气动调节阀可分为气开、气关两种作用方式。 气开式——信号压力p〉0.02MPa时，阀开始打开，也就是“有气”时 阀开。增益为“+” 气关式——信号压力增大阀反而关小。增益为“-” 第二章作业 （2）曲线标准化 第三章 单回路控制系统设计 PID控制 PID 控制器参数的整定 第三章作业 一个自动控制系统，在比例控制的基础上分别增加：a.适当的积分作 用；b. 适当的微分作用。试问：(1)这两种情况对系统的稳定性、最 大动态偏差、余差分别有何影响? (2) 为了得到相同的系统稳定性，应如何调整调节器的比例度 ，并说明理由。 2. 在某生产过程中，冷物料通过锅炉对其进行加热。热物料温度必须 满足生产工艺要求，故设计如图所示温度控制系统流程图。试画出其 框图，并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用。 第四章 串级控制系统设计 串级控制系统原理图 串级控制系统的特点 串级控制系统各环节正、反作用方式的确定及工作过程分析 正反作用方式确定原则： 先内环、再外环，原则同单回路。 具体确定及工作过程分析见作业题 前馈控制系统原理图 前馈控制的结构及特点 前馈补偿器的模型 前馈补偿器的模型计算: 第五章作业 在某生产过程中，冷物料通过加热炉进行加热，根据工艺要求，需对热物料的 炉出口温度进行严格控制，在运行过程中发现燃料压力波动大，而且是一个主 要扰动，故设计如图所示的系统流程图，要求：(1)由系统控制流程图画出框 图；(2) 确定调节阀的气开、气关形式；(3) 决定各调节器的正、反作用方式。 第七章 过程计算机控制系统 PID 控制器参数的影响 P---比例控制系统的响应快速性，快速作用于输出，好比“现在”（现在就起作用，快）； I ---积分控制系统的准确性，消除过去的累积误差，好比“过去”（清除过去积怨，回到准确轨道）； D---微分控制系统的稳定性，具有超前控制作用，好比未来（放眼未来，未雨绸缪）。 PID 控制器参数的影响 比例控制 比例积分控制 比例积分微分 1. 理论计算整定法 2. 工程整定法 动态特性参数法 稳定边界法（临界比例度法） 阻尼振荡法（衰减曲线法） 现场经验整定法（凑试法） 分析： 在比例度不变的情况下，减小积分时间 ，将使控制系统的稳定性降低、振荡加剧、调节过程加快、振荡频率升高。 稳定性比比例调节差。 PI调节引入积分动作带来消除系统残差好处 的同时，却降低了原有系统的稳定性。 [比例积分调节的特点] 有差调节。残差随着比例度的加大而加大。但是减小比例度又等 于加大调节系统的开环增益，将导致系统激烈震荡甚至不稳定。 [比例调节的特点] [比例微分调节的特点] 由于稳态下，de/dt=0，PD调节器的微分部分为零，因此PD调节也是 有差调节； 微分调节动作总是力图抑制被调量的振荡，它有提高控制系统稳定性的 作用。适度引入微分动作可以允许稍许减小比例度，同时保持衰减率不变。 (1) 在比例控制的基础上分别增加： a.适当的积分作用: 稳定性： 最大动态偏差 ： 余差： b. 适当的微分作用： 稳定性： 最大动态偏差 ： 余差： (2) 为了得到相同的系统稳定性，应如何调整调节器的比例度 增加积分： 增加微分： 解答： 降低 增加 可消除 提高 降低 不可消除 增大 减小 气开 “+” 反 “+” 正 “+” 正 “+” 2. 在某锅炉运行过程中，必须满足汽-水平衡关系，故汽包液位是一 个十分重要的指标。当液位过低时，汽包中的水易被烧干引起生产 事故（甚至会产生爆炸危险），故设计如图液位控制系统。试画出 该系统的框图，并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反 作用方式。 气关 “-” 正 “-” 正 “+” 正 “+” 1、串级控制系统原理图、组成、结构框图 2、串级控制系统的特点 3、串级控制系统各环节正、反作用方式的确定 及工作过程分析 串级控制系统 串级控制方案：选取炉出口温度为主被控参数，选取炉膛温度为副被控参数，把炉出口温度调节器的输出作为炉膛温度调节器的给定值。控制框图如下图。