单回路控制系统设计操作变量选择中对象特性应去掉前面已出现调节器规律的选择ppt课件

2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
被控变量的独立性
塔顶温度控制系统与塔底温度控制系统 塔顶的温度与塔底的温度之间存在关联问题。两个 系统都不能正常工作。 采用简单控制系统时，通常只能保证塔顶或塔底一 端的产品质量。
常常选择温度作为被控变量。 1.在精馏塔操作中，压力需要固定。 塔压波动使塔处于不良工况。 随着压力的变化，还会引起与之相关的其他物料量 的变化。一般工艺设计结果足以保障塔压基本保持 不变。 2.在塔压固定的情况下，精馆塔各层塔板上的压力基本 上是不变的：各层塔板温度与组分之间就有一定的单 值对应关系
检测变送环节
纯滞后：存在容积滞后。 检测元件滞后：热容、热阻等惯性因素。 信号传递滞后：气动信号传递较慢。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
操纵变量的选择
操纵变量： 在自动控制系统中，把用来克服干扰对被控变量的影 响，调节被控变量的参数，实现控制作用的变量称为 操作变量。 最常见的操纵变量：
精馏过程被控变量的选择
当温度TD 恒定时, 组分ZD和压力p之间也存在着单值
对应关系。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
精馏过程被控变量的选择
检测元件的滞后（时间常数）
测温元件，热阻和热容，时间常数引起测量滞后。
时间常数越大，上述现象越显著
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
从上面举例中可以看出，要正确地选择被控变量，必 须了解工艺过程和工艺特点对控制要求，仔细分析各 变量之间的相互关系，才能正确的选择被控变量。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
对象静态特性的影响（控制通道和干扰通道的放 大系数）
选择操纵变量时，希望控制通道的放大系数要大些， 表征了操纵变量对被控变量的影响程度。
对象动态特性的影响（控制通道纯滞后τ0）
控制通道的物料输送或能量传 递都需要一定的容器，造成的 纯滞后几对控制质量是有影响 的。 可见纯滞后使超调量增大；振 荡加剧 ，以致时间变长， 稳 定性变差。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
对象动态特性的影响（干扰通道时间常数）
干扰通道时间常数越大，表示 干扰对被控变量影响越缓慢， 这是有利于控制的。所以，在 确定控制方案时，应设法使干 扰被控变量的通道长，即时间 常数要长些
干扰通道纯滞后通常是不会影 响控制质量的 。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
k越大，表示控制作用对被控变量越显著，使控制
作用更为有效。
另一方面，对象干扰通道的放大系数。 Kf越小越好。 kf 小，表示干扰对被控变量的影响不大。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
被控变量的选择
生产过程中希望借助自动控制保持恒定值（或按一定 规律变化）的变量称为被控变量。 合理选择被控变量的重要性：
对产品的产量、质量及安全具有决定性的作用。 直接指标控制 间接指标控制
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
介质的流量、转速、电压 液位控制系统，其操纵变量是出口流体的流量； 温度控制系统，其操纵变量是载热体的流量。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
精馏过程被控变量的选择
假定该精馆塔的操作是要求塔顶(或塔底)馏出物达到 规定纯度，那么塔顶(或塔底)馏出物的组分应作为被 控变量，因为它就是工艺上的质量指标。 如果检测塔顶馏出物的组分有困难，或滞后太大。在 与馏出物的组分有关的参数中找出合适参量作为被控 变量，进行间接指标控制
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
对象动态特性的影响（控制通道时间常数）
精馏塔提馏段温度控制中，由于回流量对提馏段的 通道长，时间常数大，而加热蒸汽量对提馏段温度 影响的通道短，时间常数小。 控制通道的时间常数不能过大，否则会使操纵变量 的校正作用迟缓，超调量增大、过渡时间长。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
简单控制系统的定义与组成
由一个测量仪表（测量元件、变送器）、一个控制器 和一个执行机构所组成的控制一个对象参数的（单闭 环）控制系统 特点：简单、易于分析设计、投资少、便于施工 简单控制系统是构成复杂控制系统的基本单元
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
简单控制系统设计步骤
了解被控对象特性 工艺过程、设备 确定控制方案
1.合理选择被控变量； 2.选择操纵变量； 3.检测变送元件，检测位置； 4.执行器； 5.调节器；控制规律； 6.参数整定
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
操纵变量的选择
可控因素： 回流量和蒸汽流量，其他一般为不可控因素。 可调节：Q入和塔压等。
在两个可控因素中，蒸汽流量对提馏段温度影响比 起回流量对提馏段温度影响来说更及时、更显著。 同时，从节能角度来讲，控制蒸汽流量比控制回流 量消耗的能量要小，所以通常应选择蒸汽流量作为 操纵变量。
不能及时反应被控变量的实际值。降低了系统控制质量。 物性作为被控变量都有类似问题。 加入微分作用徒劳。有时反而不稳定。 尽量减小纯滞后时间，正确选择安装检测点位置 纯滞后时间太大，复杂控制系统。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。
0
l1 u1
Байду номын сангаасl2 u2
式中：
l1 l 2分u 1别u为2 主管道，支管道的长度和液体流速
2020/5/23
装备一个铸造车间，需要熔炼设备、 造型及 制芯设 备、砂 处理设 备、铸 件清洗 设备以 及各种 运输机 械，通 风除尘 设备等 。只有 设备配 套，才 能形成 生产能 力。