热工过程自动控制课件自动控制原理部分总结共165页文档.pptVIP

⑤热工过程自动控制系统

热工过程自动控制课件自动控制原理部分总结⑤热工过程自动控制系统

1.1自动控制系统的基本结构

锅炉汽包水位控制:

一过热器

差压

变送器

水位计

测量信号

控制器定值器

省煤器

给定信号

给水控制阀

执行器

(a)

(b)

参数测量设备;比较和控制设备;调节机关和执行机构

北京理工大学珠海学院

1.1自动控制系统的基本结构

自动控制系统的基本结构

广义对象

给你()份控制器

调节机关和

执行机构

被控对象一测量设备

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1.1自动控制系统的基本结构

锅炉汽包水位控制:

一过热器

差压

变送器

水位计

测量信号

控制器定值器

省煤器

给定信号

给水控制阀

执行器

(a)

(b)

参数测量设备;比较和控制设备;调节机关和执行机构

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1.1自动控制系统的基本结构

自动控制系统的基本结构

广义对象

给你()份控制器

调节机关和

执行机构

被控对象一测量设备

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1.2自动控制系统的基本参数

☆(1)被控量:表征生产过程是否正常而需要控制的物理量。

☆(2)扰动:引起被控量偏离其给定值的各种原因

☆(3)对象的输入和输出:被控对象的生产过程.以所有扰动

作为输入,以被调量作为输出。

(4)调节量:通过调节器来改变某一个量,使被调量回到期

望值。

☆(5)给定值:根据生产工艺要求,被控量应该达到的数值。

☆(6)偏差:期望值和实际被调量之间的差值。

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1.3控制系统的静态特征和动态特征

⑤

稳态工况

平衡状态:运动中的自动调节系统,其输入信号和输出

信号都不随时间变化时。

系统的静态特性:在系统处于平衡状态时,输出信号和

引起它变化的输入信号之间的关系。

静态特性的描述:1)描述系统各变量之间关系的数学

方程为代数方程;2)在输入、输出为直角坐标图上,

用曲线来表示。

系统的静态特性表达式可以是线性方程或非线性方程。

不是所有的环节都有静态特性,比如:积分环节

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令系统的动态特性

系统的静止状态被破坏,系统中各变量随时间发生变化,

微分方程是表征系统动态特性的一种最基本的数学方程,

它不仅包含变量本身,也包含这些变量的导数

在自动化工作中,了解系统的静态是必要的,但是了解系统

的动态更为重要。因为在生产过程中,干扰是客观存在的,

是不可避免的,就需要通过自动化装置不断地施加控制作用

去对抗或抵消干扰作用的影响,从而使被控变量保持在工艺

生产所要求控制的技术指标上。

1.4控制系统的分类

1.按给定值的形式分类

(1)定值控制系统:给定值为常数

例如:汽包锅炉给水自动调节系统中的主蒸汽温度

(2)程序控制系统:给定值按预定规律变化

给定值是时间的函数,需要有专门程序发送装置

例如:金属热处理的炉温自动调节系统

(3)随动控制系统:给定值随机变化

其数值决定于一些外来因素的变化

例如:锅炉燃烧过程自动调节时,负荷决定燃料,燃料决定空气量,负荷的变

化是不能预订的

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1.4控制系统的分类

2.按调节系统的工作方式分类

(1)闭环控制系统:信号沿箭头方向形成一个闭环,主要标志是反馈,因

此也称反馈系统。

给定值

制器-被控对象输出

主要特点

a)它是基于偏差的控制,因此,只有当偏差存在时,才会产生控制作

用

)各种扰动,系统都会产生控制作用

c)在调节结束时,可使被控量等于或接近给定值

d)调节的速度相对缓慢

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1.4控制系统的分类

(2)开环控制系统:调节系统中不存在反馈回路,调节器只是

根据直接或间接反映扰动的输入信号进行调节

作原理:调节器接受了被调对象受到的扰动信号,按预

定的调节规律立即对被调对象产生一个调节作用,以抵消

扰动信号对被调量的影响.x

特点:

控制器

被控对象

a)由于扰动影响被控量的同时,调节器的调节作用已产生,

所以调节速度相对比较快

b)由于没有被控量的反馈,所以调节结束时不能保证被控量

等于给定值

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1.4控制系统的分类

闭环系统VS开环系统

基于反馈

基于扰动

调节缓慢

调节快速

调节精确

调节粗略

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