控制系统工程设计
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《计算机控制技术》计算机控制系统的设计与实现
输入／输出通道设计、人机操作界面设计及可靠性设计等几个方面。 （1）计算机系统选择与配置 （2）过程输入／输出通道设计 （3）人机交互界面硬件设计 （4）可靠性设计
在以上硬件设计的每一个阶段，都应该遵循边设计，边调试， 边修改的原则，包括元器件测试、电路模块调试、子系统调试等。 这样，问题发现得越早，对整个控制系统的设计、研制的影响就越 小，付出的代价也越小。
（3）来自控制系统内部的干扰 主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，
如逻辑电路相互辐射、模拟地与逻辑地的相互影响及元器件 间的相互不匹配使用等。这都属于控制设备制造厂家对系统 内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门无 法避免，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经 过考验的系统。
经过上述系统仿真调试，并取得满意控制性能的计算机控 制系统运到现场就可以进行现场安装调试了。现场调试是实际 生产过程对计算机控制系统性能的全面检查与性能评估，与实 验室的半实物调试相比，需要特别注意系统的安全性与抗干扰 等问题。在通过现场安装调试后，就可以投入实际生产过程进 行试运行。在试运行过程中，往往会出现许多错综复杂、时隐 时现的现象，暴露设计缺陷，这时设计者应当认真分析问题根 源，寻求解决方法。同时，系统的可靠性与稳定性也应当长期 考验，针对现场特殊的工作环境，采取行之有效的措施，在经 过一段时间的试运行并取得满意的性能评价之后，整个控制系 统就可以正式投入到实际运行中了。
8.2.4 系统的调试与运行 在硬件、软件的设计过程中，一般已经进行了分模块调试。在系
统投入现场运行之前，还需要在实验室进行硬件、软件的联合调试与 系统的仿真调试。软、硬件联调是整个调试的基础，这个步骤在硬件 设计时就开始了，即逐个功能模块进行边设计边调试，并将调试好的 模块逐步加入硬件系统进行联调。在硬件调试通过的情况下，就可将 软件系统加入进去，进行控制系统硬件软件的联合调试，联合调试的 目的是检验系统硬件、软件设计的正确性与运行的可靠性。在联合调 试过程中，不但会发现软件错误，还会发现一些在硬件调试中未发现 的硬件故障或设计缺陷，可根据情况予以修正。上述软件、硬件的联 合调试一般是脱离实际的被控过程进行的，主要在于检验系统硬件、 软件设计在功能上的正确性，不能全面反映整个控制系统的性能，因 此，还必须经过整个系统的仿真试验来检验系统的实际控制性能是否 能满足指标要求。
在以上硬件设计的每一个阶段，都应该遵循边设计，边调试， 边修改的原则，包括元器件测试、电路模块调试、子系统调试等。 这样，问题发现得越早，对整个控制系统的设计、研制的影响就越 小，付出的代价也越小。
（3）来自控制系统内部的干扰 主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生，
如逻辑电路相互辐射、模拟地与逻辑地的相互影响及元器件 间的相互不匹配使用等。这都属于控制设备制造厂家对系统 内部进行电磁兼容设计的内容，比较复杂，作为应用部门无 法避免，可不必过多考虑，但要选择具有较多应用实绩或经 过考验的系统。
经过上述系统仿真调试，并取得满意控制性能的计算机控 制系统运到现场就可以进行现场安装调试了。现场调试是实际 生产过程对计算机控制系统性能的全面检查与性能评估，与实 验室的半实物调试相比，需要特别注意系统的安全性与抗干扰 等问题。在通过现场安装调试后，就可以投入实际生产过程进 行试运行。在试运行过程中，往往会出现许多错综复杂、时隐 时现的现象，暴露设计缺陷，这时设计者应当认真分析问题根 源，寻求解决方法。同时，系统的可靠性与稳定性也应当长期 考验，针对现场特殊的工作环境，采取行之有效的措施，在经 过一段时间的试运行并取得满意的性能评价之后，整个控制系 统就可以正式投入到实际运行中了。
8.2.4 系统的调试与运行 在硬件、软件的设计过程中，一般已经进行了分模块调试。在系
统投入现场运行之前，还需要在实验室进行硬件、软件的联合调试与 系统的仿真调试。软、硬件联调是整个调试的基础，这个步骤在硬件 设计时就开始了，即逐个功能模块进行边设计边调试，并将调试好的 模块逐步加入硬件系统进行联调。在硬件调试通过的情况下，就可将 软件系统加入进去，进行控制系统硬件软件的联合调试，联合调试的 目的是检验系统硬件、软件设计的正确性与运行的可靠性。在联合调 试过程中，不但会发现软件错误，还会发现一些在硬件调试中未发现 的硬件故障或设计缺陷，可根据情况予以修正。上述软件、硬件的联 合调试一般是脱离实际的被控过程进行的，主要在于检验系统硬件、 软件设计在功能上的正确性，不能全面反映整个控制系统的性能，因 此，还必须经过整个系统的仿真试验来检验系统的实际控制性能是否 能满足指标要求。
控制工程基础控制系统的设计
K R2 R1
TБайду номын сангаас R1C
y(s) Ts 1 u(s) kTs 1
k R1 R2 R2
T R2C
y(s) T1s 1
u(s)
T2 s
T1 R2C T2 R1C
6. 控制系统的校正
6.2 超前校正
超前校正装置的典型传递函数为
D(s) k Ts 1 kTs 1
(k 1 T 0)
滞后装置的频率特性函数为
| D( j) | q 1 (T)2 1 (qT)2
() tan1(T) tan1(qT)
显然，由于q>1，就有() 0 ，表明校正装置的输出相位滞后 于输入相位。因此，称为滞后校正装置。
6. 控制系统的校正
滞后校正装置的极坐标图
D(s) q Ts 1 qTs 1
(q 1 T 0)
6. 控制系统的校正
6.1 引言
前面讨论的时域分析法、根轨迹法和频域分析法是系统 性能分析的基本方法，这些基本方法是控制工程的理论基 础。由这些方法不但可以对系统性能进行定性分析和定量 计算，还可以设计和验证控制系统。
对于（原）控制系统，当结构及其参数确定时，其性能是确定的。
设计控制系统就是针对原控制系统已有的性能，附加一个所谓的 控制装置，使附加控制装置后构成的新控制系统的性能满足控制要 求。因此，这种附加控制装置的本质作用是对原控制系统性能的校 正，又称为校正装置，或控制器。
由于k<1，因而超前装置的零点(-1/T)总位于极点(-1/kT)的右边。
K值越小，超前装置极点距离虚轴左边越远。一般取k=0.5。
超前装置的频率特性函数为
1 (T)2 | D() | k
1 (kT)2
结合工程项目进行自动控制系统工程课程设计
根 据课 程 设 计 的进 程 ，课 程 设 计 主要 分 为 三 个 阶 段 ：选 项 和 立 项 、项 目的 实 施 、设 计 成 果 的 答 辩 。课 程 设 计 前 应 先 进 行 学 生 分 组 。 由于 在 以 实 际 工 程 项 目 为 背 景 的课 程 设 计 实 施 中 ，需 要 进 行 项 目管 理 、项 目
的立项和理论分析 及设计 、设备 的采购与零件加 工等 事项 。因此 ，在每个项 目小组 中都需要 分别配有较 强 的项 目管理 能力 、动手能力较强 、有 较强 的理论分 析
能 力 以及 较 强 的社 会 交 际 能 力 的学 生 。 在 第 七 学 期 开
门综合性课程设 计 ，学生需要根 据技术指标 和性能要 求 ，灵活地综 合运用仪表 、控制软件 、工艺设 计 、计
学初期 ，根据上述 要求 ，将学生分 组 ，每个项 目小组
的人 数 根 据 实 际项 目的 任 务 复 杂 程 度 分 组 ，每 组 分 配
６ 左右 。课 题组 的组长需要 负责整个课 题项 目进程 人 进行统筹管 理 、课 题任务 的统筹 分配等 ．课题组 长的
人 选 对 最 后 该组 课 题 最 后 的 成 败 有 重 要 的 影 响 。 课 题 组 组 长根 据 学 生 推 选 ， 由指 导 教 师 考 虑 该 学 生 的 管 理
Ｃｏ ｓ ｓｇ ｏ ｕｒ ｅ Ｄｅ ｉｎ ｆ Ａｕｔ ｍａ ｉ Ｃｏ ｔ ｏ Ｓ ｓｅ Ｅｎｇｎｅ ｒｎ ｍｂｉ ｄ ｏ ｔｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ｉ ｅ ｉ ｇ Ｃｏ ｎｅ
ｗｔ ａｔａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｐ ｏｅｔ ｉ Ｆ ｃｕ ｌ ｎ 但 由于该 学期学 生有考研 、就 业等 问题 ，
因此 ，合 理的分组 、安排 时间和任务分 配是课程设计
第八章控制系统工程设计 过程控制系统课件
第八章 控制系统工程设计
8.1.3 自控系统工程设计的方法
接到一个工程项目后，在进行自控系统的工程设计时，一般应按照 以下所述的方法来完成。
（1）熟悉工艺流程 熟悉工艺流程是自控设计的第一步。自控设计人员对工艺流程熟悉
和了解的深度将决定设计的好坏与成败。在此阶段还需收集工艺中有关的 物性参数和重要数据。
而文字资料则是对设计第八章控制系统工程设计表81被测变量和仪表功能的字母代号首位字母后继字母被测变量修饰词读出功能输出功能修饰词a分析报警b喷嘴火焰供选用供选用供选用c电导率控制d密度差e电压电动势检测元件f流量比分数g供选用视镜观察h手动高i电流指示j功率扫描第八章控制系统工程设计自动手动操作器k时间时间程序变化速率l物位指示灯低m水分或湿度瞬动中中间n供选用供选用供选用供选用oo供选用节流孔p压力真空连接或测试点q数量积算累计r核辐射记录s速度频率安全开关联锁第八章控制系统工程设计t温度传送变送u多变量多功能多功能多功能v振动机械监视阀风门百叶窗w重量或力套管x未分类x轴未分类未分类未分类y供选用y轴继动器继电器计算器转换器z位置尺寸z轴驱动器执行元件第八章控制系统工程设计对于表81中所涉及的内容简要说明如下
第八章 控制系统工程设计
8.1.1 工程设计的基本任务和设计步骤
1．基本任务与设计宗旨 自控系统工程设计的基本任务是：依据生产工艺的要求， 以企业经济效益、安全、环境保护等指标为设计宗旨，对生产 工艺过程中的温度、压力、流量、物位、成分及火焰、位置、 速度等各类质量参数进行自动检测、反馈控制、顺序控制、程 序控制、人工遥控及安全保护（如自动信号报警与联锁保护系 统等）等方面的设计，并进行与之配套的相关内容（如控制室、 配电、气源，以及水、蒸汽、原料、成品计量等）的辅助设计。 在实际工作中，必须按照国家的经济政策，结合工艺特点 进行精心设计。一切设计既要注意厂情，又要符合国情，严格 以科学的态度执行相关技术标准和规定，在此基础上建树设计 项目的特色。总之，工程设计的宗旨应切合实际、技术上先进、 系统安全可靠、经济投入/效益比要小。
DCS的工程设计
时扰动供电时间的影响.
40
3)、各机柜的直流电源容量应按满载 时考核.
4)、要考虑设置有灵敏过流、过压的 保护装置.
41
6、抗干扰设计 干扰信号的来源：传导、静电、电磁、信号
线耦合、接地不妥和连接电势等； 抗干扰的措施,常用屏蔽、滤波、接地、合理
布线及选择电缆等. DCS的接地要求：直流电阻<1欧，安全保护
词句。
47
招标文件的主要内容
1、总则; 2、工作条件 (包括环境条件); 3、技术指标或规格 (包括培训); 4、附件和备件; 5、文件 (包括技术、培训、维修、操作手册 及验收议定书); 6、技术服务 (包括安装、维修及售后服务); 7、订购数量; 8、交货地点及交货时间。
48
2、DCS的评估方法
便于操作； 不宜设置在工厂主要交通干道旁； 考虑控制室和计算机的朝向。
37
(2) 机房布置 应有利于达到最大工作效率和系统利用率.
✓ 对经常接触的操作设备应靠近DCS操作站； ✓ 对其他操作设备应在操作员所能视及的地方； ✓ 设计合适的维护通道。 ✓ 设备安装宜采用活动方式。
38
(3)、建筑要求
色或其他较暗的颜色. 流程画面的颜色宜采用冷色调,而非操作
画面的颜色可采用暖色调. 对流程画面的配色应使流程图画面简单
明确,色彩协调,前后一致,颜色数量不宜过多 ,应避免引起操作人员的视觉疲劳.
31
2、过程流程图中数据的显示 1) 数据显示的位置;
尽可能靠近被检测的部位.
2) 数据显示的方式;
有数据显示、文字显示和图形显示三种.
用于分散控制、共用显示仪表、逻辑 和计算机系统，通常由现场硬件通信网 络和控制室操作设备所组成。
40
3)、各机柜的直流电源容量应按满载 时考核.
4)、要考虑设置有灵敏过流、过压的 保护装置.
41
6、抗干扰设计 干扰信号的来源：传导、静电、电磁、信号
线耦合、接地不妥和连接电势等； 抗干扰的措施,常用屏蔽、滤波、接地、合理
布线及选择电缆等. DCS的接地要求：直流电阻<1欧，安全保护
词句。
47
招标文件的主要内容
1、总则; 2、工作条件 (包括环境条件); 3、技术指标或规格 (包括培训); 4、附件和备件; 5、文件 (包括技术、培训、维修、操作手册 及验收议定书); 6、技术服务 (包括安装、维修及售后服务); 7、订购数量; 8、交货地点及交货时间。
48
2、DCS的评估方法
便于操作； 不宜设置在工厂主要交通干道旁； 考虑控制室和计算机的朝向。
37
(2) 机房布置 应有利于达到最大工作效率和系统利用率.
✓ 对经常接触的操作设备应靠近DCS操作站； ✓ 对其他操作设备应在操作员所能视及的地方； ✓ 设计合适的维护通道。 ✓ 设备安装宜采用活动方式。
38
(3)、建筑要求
色或其他较暗的颜色. 流程画面的颜色宜采用冷色调,而非操作
画面的颜色可采用暖色调. 对流程画面的配色应使流程图画面简单
明确,色彩协调,前后一致,颜色数量不宜过多 ,应避免引起操作人员的视觉疲劳.
31
2、过程流程图中数据的显示 1) 数据显示的位置;
尽可能靠近被检测的部位.
2) 数据显示的方式;
有数据显示、文字显示和图形显示三种.
用于分散控制、共用显示仪表、逻辑 和计算机系统，通常由现场硬件通信网 络和控制室操作设备所组成。
自动电压控制系统（AVC）在电厂的工程设计
自动电压控制系统（A VC）在电厂的工程设计发布时间：2021-07-22T07:27:26.793Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第7期作者：王伟华1 张静2 [导读] 电力系统无功功率的优化和补偿是电力系统安全经济运行的一个重要组成部分。
通过对无功电源的合理控制，可以有效的维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，降低网损。
1.浙江国华余姚燃气发电有限公司浙江宁波余姚市 315400；2.华润（浙江）电力销售有限公司浙江杭州市 310011摘要：本文介绍了A VC在电力系统的作用,结合电厂A VC子站的工程建设情况，详细介绍了在最新的功能规范要求下电压自动控制装置A VC在厂站的优化配置，结构，功能设计。
关键词：自动电压控制；A VC子站；方案；设计0引言电力系统无功功率的优化和补偿是电力系统安全经济运行的一个重要组成部分。
通过对无功电源的合理控制，可以有效的维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，降低网损。
随着电力系统电网规模日益扩大，运行水平和自动化调度管理水平的不断提高，依赖值班员人为干预跟踪静态电压曲线计划的传统管理方式已经不能满足电网的控制要求。
自动电压控制A VC系统充分利用SCADA/EMS一体化平台提供的电网实时数据信息，根据分层、分区无功平衡的原则，以一定的时间间隔通过全网的无功优化计算，得出各节点的电压目标后，将各发电厂母线电压／无功目标值发送到A VC子站，对分布在全网的直调机组进行无功调节，达到调节整个系统电压的目的。
电厂（2*1000MW)作为华东电网新建的电压支撑点，按照Q/GDW-08- J107-2010《华东电网500KV涉网电厂A VC功能技术规范》以及调度数据网双平面的新形势要求，完成了A VC子站的工程设计与建设。
1电厂A VC子站系统A VC系统是以A VC装置为核心的，与机组励磁系统、测控装置，电网调度中心相互作用构成的整体。
电厂A VC子站配置二台上位机接收A VC主站下发的500KV母线电压实时值或设定的电压控制曲线，按照一定的控制策略，合理分配各运行机组的无功出力。
电气工程中的自动化控制系统硬件与软件设计
电气工程中的自动化控制系统硬件与软件设计自动化控制系统在电气工程中扮演着重要角色，它能够实现对电气设备和系统的自动控制，提高工作效率和安全性。
而这个系统的设计，则需要考虑到硬件和软件两个方面的要求和实现。
本文将对电气工程中的自动化控制系统硬件与软件设计进行探讨。
一、硬件设计在自动化控制系统的硬件设计中，需要考虑到如下几个方面的内容。
1. 传感器和执行器选择与设计传感器和执行器是自动化控制系统的核心组成部分，起到了感知和执行的作用。
在硬件设计中，需要根据系统的需求选择合适的传感器和执行器，并进行设计和布置。
例如，在某个监测系统中，可以选择温度传感器、压力传感器等来实现对环境参数的感知，同时选择电机、阀门等执行器来实现对设备的控制。
2. 控制器选择与配置控制器是自动化控制系统的“大脑”，负责对传感器获得的信息进行处理和决策，并向执行器发送控制信号。
在硬件设计中，需要选择合适的控制器，并进行配置和编程。
例如，可以选择PLC（可编程逻辑控制器）作为控制器，并通过编程来实现对系统的控制。
3. 电路设计与连接在自动化控制系统的硬件设计中，电路设计和连接是一个重要环节。
需要设计和布置合适的电路来实现传感器和执行器的连接，以及控制信号的传递。
在设计电路时，需要注意电路的稳定性、可靠性和安全性。
二、软件设计在自动化控制系统的软件设计中，需要考虑到如下几个方面的内容。
1. 系统架构设计系统架构设计是软件设计的基础，需要根据系统的功能需求和硬件设计结果来进行设计。
在系统架构设计中，可以使用层次结构、模块化等方法来对系统进行划分和组织，保证系统的可扩展性和灵活性。
2. 程序编写根据系统架构设计的结果，需要进行程序的编写。
程序编写需要根据具体的控制任务和功能来进行，要考虑到实时性、可靠性等方面的要求。
常见的编程语言如C、C++、Java等可以被用于自动化控制系统的软件开发。
3. 界面设计自动化控制系统的界面设计非常重要，它直接影响着操作人员与系统的交互体验。
机电控制工程基础控制系统的工程设计
机电控制工程基础控制系统 的工程设计
汇报人：文小库 2024-01-01
目录
• 机电控制系统概述 • 控制系统的基本原理 • 控制系统的分析与设计 • 现代控制技术及应用 • 工程设计案例分析
01
机电控制系统概述
机电控制系统的定义与特点
总结词
机电控制系统是由各种自动化元件和线路组成的，用于实现机械运动和工艺动作 的控制。其特点包括自动化、高效性、精确性和可靠性。
预测控制技术
总结词
预测控制技术是一种基于模型预测和滚动优化的控制方法。
详细描述
预测控制技术通过建立被控对象的动态模型，预测未来的输 出轨迹，并滚动优化控制策略，以达到最优的控制效果。
05
工程设计案例分析
数控机床控制系统设计
数控机床控制系统设计是机电控制工程中的重要应用之一， 它涉及到机械、电子、控制等多个领域的知识。在设计过程 中，需要考虑机床的加工精度、运动性能、稳定性等方面的 要求，并选择合适的控制算法和硬件设备来实现。
电梯控制系统设计的主要内容包括：逻辑控制电路设计、 安全保护电路设计、显示电路设计等。在设计过程中，需 要综合考虑各种因素，如建筑结构、人员流量、使用频率 等，以确保设计的有效性。
工业机器人控制系统设计
工业机器人控制系统是实现机器人自动化操作的核心部分，它的设计涉及到运动学、动力学、控制理 论等多个领域的知识。在设计过程中，需要考虑机器人的运动轨迹、速度、加速度等方面的要求，并 选择合适的控制算法和硬件设备来实现。
03
控制系统的分析与设计
控制系统的数学模型
控制系统数学模型
描述控制系统动态行为的数学表达式，包括 微分方程、传递函数、状态方程等。
建立数学模型的步骤
汇报人：文小库 2024-01-01
目录
• 机电控制系统概述 • 控制系统的基本原理 • 控制系统的分析与设计 • 现代控制技术及应用 • 工程设计案例分析
01
机电控制系统概述
机电控制系统的定义与特点
总结词
机电控制系统是由各种自动化元件和线路组成的，用于实现机械运动和工艺动作 的控制。其特点包括自动化、高效性、精确性和可靠性。
预测控制技术
总结词
预测控制技术是一种基于模型预测和滚动优化的控制方法。
详细描述
预测控制技术通过建立被控对象的动态模型，预测未来的输 出轨迹，并滚动优化控制策略，以达到最优的控制效果。
05
工程设计案例分析
数控机床控制系统设计
数控机床控制系统设计是机电控制工程中的重要应用之一， 它涉及到机械、电子、控制等多个领域的知识。在设计过程 中，需要考虑机床的加工精度、运动性能、稳定性等方面的 要求，并选择合适的控制算法和硬件设备来实现。
电梯控制系统设计的主要内容包括：逻辑控制电路设计、 安全保护电路设计、显示电路设计等。在设计过程中，需 要综合考虑各种因素，如建筑结构、人员流量、使用频率 等，以确保设计的有效性。
工业机器人控制系统设计
工业机器人控制系统是实现机器人自动化操作的核心部分，它的设计涉及到运动学、动力学、控制理 论等多个领域的知识。在设计过程中，需要考虑机器人的运动轨迹、速度、加速度等方面的要求，并 选择合适的控制算法和硬件设备来实现。
03
控制系统的分析与设计
控制系统的数学模型
控制系统数学模型
描述控制系统动态行为的数学表达式，包括 微分方程、传递函数、状态方程等。
建立数学模型的步骤
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: (ΔF(s)=0）随动调节
Gb(s)Y X((ss))1 W W CW CW VW VW PP
: (Δ X (s)=0, E (s) (s)) 定值调节
Gd(s)YF((ss))
WP
1WCWVWPWT
Y(s)GS(s)X(s)Gd(s)F(s)
＝ WCWVWP X(s)
WP
F(s)
1WCWVWPWT
1WCWVWPWT
1:
If :
W P(s )
1 0.2s 1
WT(s )
1 0.3s 1
WC(s )
K P(1
1) Tis
WV(s )
1 0.5s 1
Find :
G d(s )
Y (s ) F(s )
?
1
Gd(s )
1
1 0 . 2s
1
0.2s 1
1
1
0.3s 1 0.5s
1
K p(1
调节参数（调节量）：用来克服干扰对被调 参数的影响，实现调节作用的参数。最常用的调 节量是流量。
调节参数的选择原则：
(1) 为了保证生产的稳定性，避免选用主物料 流量为调节量。
(2) 调节参数应是工艺上允许调节的参数 (3) 调节参数一般应比其他干扰对被调参数的影响
更加灵敏。调节量改变后，被调参数随着变 化，灵敏度越高越好。
• 目的： • • ① 喷浆速度一定，保证喷浆速度与网速成一定比
例，符合浆网速比。 • ② 保持浆位一定。
stock
compressed air
H T
H
Tp T
2. . 由工艺人员和自控人员共同完成。
被调参数：生产中希望借助自动调节保持恒定 的参数。
被调参数的选择原则： (1) 尽可能用工艺控制指标作为被调参数，或用
1) Tis
＝
(0 . 1 5s 2 0 . 8s 1)Tis
0 . 0 3Tis 4 0 . 3 1Tis 3 Tis 2 (Ti K pTi )s K p
§5-1-2.
自动控制系统的稳定性：作用在其上的扰动去除后，系统能否恢复原状， 或以一定的精度恢复原状的特性。能恢复，则稳定；否则就不稳定。
与工艺控制指标有直接的、单值的、反应灵敏的参 数作为被调参数。
(2) 被调参数应有现成的测量仪表（变送器）测 量转化为标准信号。
(3) 用便于调整的调节量去改变被调参数。
被调参数： ① 液位：以保证纤维分散的区域。 ② 流速不便测，用测量压力：
V＝k 2gTp
3.
气压+液压 总压：以保证喷浆速度稳定。
正作用方式：调节器的输出信号P随被调量Y 的增 大而增大
反作用方式：调节器的输出信号P随被调量Y 的增 大而减小
(规定：偏差信号e =设定值x －测量值z) 对象：当通过调节阀的物料或能量增加时，按工艺
机理分析，若被控变量随之增加，则为正对 象+”，反之如随之降低，则为负对象 “－”。 变送器：一般视为正环节。
5
控制系统工程设计
5
Ⅰ
§5-1-1. §5-1-2. 劳斯 Ⅱ
§5-2-1. §5-2-2.
— §5-2-3.
Ⅰ.
§5-1-1.
以简单调节系统为例:
F(s)
x(s) E(s)
P(s)
Q(s)
- Wc(s)
Wv(s)
Y(s) Wp(s)
Z(s) WT(s)
已知：W p (s) 、W c (s)、W v (s)、 (s)， 求系统的输出Y (s)。
Ⅱ
§5-2-1.
:
以设计气垫流浆箱自动调节系为例
() .
了解被调过程的特性，明确控制的目的
• 成纸的均匀度取决于纤维在流浆箱中分散的程度 和流浆箱唇口喷浆的均匀度。
• 控制箱内总压：为了获得均匀的从流浆箱喷到网 上的纸浆的流速和流量。
• 控制浆位：为了获得适当的纸浆流域以减少横流 和浓度的变化。
调节气垫空气量：
① 进浆量（调节进浆量） ② 返回压力
4.
选择调节方案：简单的反馈调节系统？ 复 杂调节系统？ 现代（计算机）控制系统？
一般是能用简单的，就不用复杂的。大多数参 数可用简单的反馈调节系统。
流浆箱控制系统的双参数、双调节系统：T
5. (1) 选择执行机构的形式。在工程上尤以气
动薄膜式调节 阀应用最 广。
:
G(s)B A((ss))ab m nssm n a bm n 11ssnm 1 1.... . .ba 1s1sba 00(mn) the:B n(s)bnsnbn1sn1.. .b1sb0
B.
:
(1) 1 2, .
(2) 3, ①； ② b2b10b3>0 .
(3) 4, ①; ② b1b2b3 - b12b4 - b0b42>0 .
比例积分控制器（）：适用于控制
通道滞后较小，负荷变化不大，被控变 量不允许有余差的场合，如流量、压力 和要求较严格的液位控制系统，这种控 制器在工程上使用最多，应用最广。
比例积分微分控制器（）：适用于
负荷变化大、容量滞后较大、控制质量
(2) 调节器正反作用方式的确定
原则：使整个调节系统构成负反馈系统。 调节阀：气开式为“+”，气关式为“-”。 调节器：正作用为“+”，反作用为“-”。
(2) 选择阀体的结构形式。在结构形式的选 择时，主要从
调节介质的工艺条件和物理性质出发。 如在制浆造纸
过程中，安装在纸 浆管道上的阀多为
(1) 基本控制规律的选择如下： 比例控制器（P）：适用于控制通
道滞后较小，负荷变化不大，允许被控 变量在一定范围内变化的场合，如贮液 槽液位的控制，不太重要的压力控制等。
b1b2b3 b12b4 b0b32 310.3190.0320.312 0.4680 所以系统稳定。
(2)当Kp＝7，Ti 1时，
B(s)0.03s4 0.31s3 s2 8s7 判断： b1b2b3 b12b4 b0b32 0.113 0 所以系统不稳定。
说明： (1) 调节器的比例放大系数的大小，直接影 响系统的稳定， 过大，系统不稳定。 (2)调节器的，应设计成可调整的，以利于 系统的稳定。
2:
例1中的调节系统中，若分别选用调节器： （1）2，1时 （2）K 7，1时， 系统是否稳定？
解：特征方程
B(s) 0.03Tis4 0.31Tis3 Tis2 (Ti KpTi )s Kp (1)当Kp 2, Ti 1时，
B(s) 0.03s4 0.31s3 s2 3s 2 判断：
因此，调节器的正、反作用方式选择判别式为:
：选择调节器的正反作用方式：
Q1 Lsp