第八章 比例控制系统的工程应用
自动控制原理比例积分
自动控制原理比例积分
摘要：
1.引言
2.比例控制
3.积分控制
4.比例积分控制
5.结论
正文：
一、引言
自动控制原理是控制理论的重要组成部分，它在工程技术领域有着广泛的应用。
比例积分微分控制（PID 控制）是自动控制理论中最常用的控制方法之一。
本文将对比例积分控制进行详细的介绍。
二、比例控制
比例控制是一种基本的控制方式，其控制原理是依据被控对象的偏差（实际值与期望值之间的差值）来调整控制量。
比例控制器的主要优点是结构简单，易于实现，且具有较好的稳定性。
然而，比例控制存在一定的局限性，例如对于具有较大时延的被控对象，比例控制可能导致系统响应过慢。
三、积分控制
积分控制是基于被控对象的偏差积分来调整控制量。
积分控制器的主要优点是可以有效地消除系统的静差，即当偏差为零时，控制量也为零。
然而，积分控制也有其缺点，即容易产生系统的超调和震荡。
四、比例积分控制
比例积分控制是将比例控制和积分控制结合起来，形成一种更完善的控制方式。
比例积分控制器同时考虑偏差和偏差的积分，从而在保证系统稳定性的同时，有效地消除系统的静差。
在实际应用中，比例积分控制具有较好的性能。
五、结论
比例积分控制作为一种常用的控制方法，在工程技术领域具有广泛的应用。
通过合理地设计比例和积分参数，可以有效地提高控制系统的性能。
然而，比例积分控制并非万能，对于具有较大时延或非线性特性的被控对象，可能需要采用其他更为复杂的控制策略。
比值控制在过程控制中的应用
（２ Ｆ ）为９ｍ／ 。 ３ｈ
灰 ，其 生 产 方 法主 要有 挤 压 法 、 固相 水合 法 及 液 相 水 合 法 等 几 种 。 固 相 水合 法 又 称 水 混 法 ，它 是 在 ３ ． ～ １９ ５ ４ ０ ℃ 范 围 内 ， 水 和 轻 灰 按 一 定 水 碱 比 混 合 ，形 成 颗 粒 均
目前 ， 工 业 化 生 产 中 ， 主 要 以轻 灰 为 原 料 制 造 重
Ｎ 。Ｏ和化合水 的配比关系，选定Ｎ ０ｆ 为主物料流量 ａｃ 。 ａｃ ： ｛ 乍
Ｆ ，化 合 水 作为 从 物 料 流 量Ｆ ，构成 比值 控 制 回路 。工 １ ２ 艺 要求 的流量 比值关 系 ：Ｆ ＝ｋ Ｆ 。 己知Ｎ Ｏ Ｆ ）投 ２ ，１ ａ 。（ １ Ｃ
ｌ２ ｌ
刘 华 孙 ： 值 制 过 控 中 应 建 强 比控 在 程 制 的用
技术在线
比值控制在过程控制 中的应用
刘建华 孙强。 １潍 坊科技学院 山东寿光 ２ ２ ０ ２神华 国华宁东发 电有 限公司安全技术部 ６７０ 宁夏 ７ ０ ０ ５４８
１ 比值控制 系统原理 简介
匀 ，粒度 ≥７ ％、总碱 度 ≥９ ． ％ 比重 ≥９ ０ｋ ／ ０ ９ ２、 ０ ｇ ｍ 的一 水碱 ，并且 释放 出热 量 ：
Ｎ ２０＋ ２＝ ａＣ ３ Ｈ０ １ ． Ｊ ｍ ｌ Ｃ ３ＨＯ Ｎ ２Ｏ ・ ２＋ ４ １ｋ ／ ｏ
一
为 了能 够定 量 控制 进 碱 量 ， 由ＤＳ 控 输 出４ Ｏｍ Ｃ遥 ～２ Ａ 的Ｄ 电 流 信 号 ， 控 制 电 机 变 频 器 ， 由变 频 器 输 出 频 率 Ｃ （ｚ Ｈ ）信 号 控 制 交流 电机 的转 速 ， 同 时交 流 电机 带 动螺
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用
电比例控制系统是一种电气、液压、机械综合的控制系统。
它利用现代电子技术和微机控制技术，将被控制对象的状态转换成电信号或数字信号，进行运算、比较、控制等操作，支持反馈控制，实现自动化控制。
在起重机上，电比例控制系统的应用越来越广泛。
它可以用来控制各个执行机构如起升、行走、回转、大臂伸缩等，并在启动、停止、正反转等方面都有较高的精度和可靠性。
首先，电比例控制系统可以让起重机在工作过程中更加平稳和安全。
传统的控制系统依赖于机械和液压油压力和流量的传统性，其反应速度相对较慢。
而电比例控制系统可以提供更快的响应速度，节省时间和增加安全性。
其次，电比例控制系统还可以提高起重机的工作效率和可靠性。
电比例控制系统具有多种功能，可以控制开关、旋转角度、速度、力度、姿态等，自动调整各项参数，实现预想的动作，提高操作精度和效率。
然而，电比例控制系统也存在着一定的缺点。
比如，电器元件的故障可能会导致起重机发生意外，维修难度大，也会增加维修成本。
因此，需要安装可靠的故障检测和告警系统，确保操作人员的安全和维护人员的维修效率。
综上所述，电比例控制系统对于起重机的控制和操作具有重要的作用。
随着科技的发展，电比例控制系统也会不断地更新换代，进一步提高其精度、可靠性和使用效果。
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用随着科技的飞速发展，电比例控制系统逐渐成为了各行各业智能化和自动化发展的必然趋势，而在起重机领域，电比例控制系统的应用更是日益广泛。
本文将就电比例控制系统在起重机上的使用进行一番探讨。
一、电比例控制系统的原理电比例控制系统是一种通过改变传感器信号电压或电流大小来调节执行元件动作的控制系统。
该系统根据传感器收集到的信号，经过放大、滤波和编码等处理，最终输出给执行元件，实现对被控对象的精确控制。
在起重机上，电比例控制系统通常被应用于对起重机的升降、伸缩、转动等动作进行精确控制。
1. 提高操作精度传统的机械控制系统在进行起重操作时，由于操作杆的长度和机械结构的限制，往往无法实现对起重物的精确控制。
而电比例控制系统则可以通过电子传感器实时监测各种参数，配合精确的控制算法，实现对起重机动作的高精度控制，大大提高了操作精度。
2. 降低能耗在传统的起重机控制系统中，通常需要通过液压或机械传动来实现对起重机的操作，而这些传动方式存在能量损失大、效率低等问题，导致能耗较高。
而电比例控制系统则可以通过优化控制算法和节能设计，最大限度地降低能耗，提高起重机的能效。
3. 增加安全性电比例控制系统可以集成多种安全保护功能，比如过载保护、失速保护、碰撞避免等，提高了起重机在操作过程中的安全性，并减少了意外事故的发生。
这对于起重机来说，尤为重要，因为一旦发生起重事故往往会造成极大的损失。
1. 起重机升降系统在起重机的升降系统中，通常会采用电比例控制系统，通过电子传感器实时监测升降速度、载重情况等参数，并通过控制算法实现对升降速度和力度的精确控制。
这样可以确保货物的平稳升降，并且可以根据需要调节速度和力度，非常灵活。
一些起重机需要具备伸缩功能，以适应不同尺寸的货物装卸需求。
电比例控制系统可以通过对伸缩速度和幅度进行精确调节，实现对伸缩动作的精准控制。
而在传统的机械控制系统中，往往无法实现如此精细的控制。
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用电比例控制系统是一种常用于起重机的控制系统，它通过电信号的比例调节和控制液压设备的运行，实现起重机的精确控制和运动。
本文将从电比例控制系统的原理、应用和优势等方面对其在起重机上的使用进行浅谈。
电比例控制系统是指通过使用电位器或其他电子元件，将机械信号转换为电信号，并通过电信号控制液压设备的运行。
在起重机中，电比例控制系统通常用于控制各种执行机构的运动，如起升、行走、回转等。
电比例控制系统的工作原理是根据输入信号的变化，通过传感器将信号转换为电压或电流信号，然后经过放大、比例控制等处理，最后通过控制阀调节液压设备的流量和压力，实现起重机的运动和控制。
电比例控制系统可以实现起重机的多项功能和自动化控制。
起重机工作中，往往需要控制多个执行机构的协同运动，如同时进行起升和行走等。
通过电比例控制系统，可以对多个液压装置进行独立和协同控制，实现起重机的多功能操作和自动化控制，提高工作效率和生产质量。
电比例控制系统还可以实现起重机的远程控制和监控。
通过将电比例控制系统与计算机网络等进行连接，可以实现对起重机的遥控和远程监控，方便操作人员进行远程操作和监控系统状态，提高操作人员的工作效率和工作安全性。
电比例控制系统也存在一些缺点。
由于电比例控制系统采用电信号控制液压设备的运行，因此对电源稳定性要求较高，一旦电源不稳定，就会影响系统的正常工作。
由于电比例控制系统的控制精度受到传感器和控制阀的限制，因此需要进行定期的检测和维护，以确保系统的可靠性和稳定性。
电比例控制系统在起重机上的使用具有广泛的应用前景和一定的优势。
随着科技的发展和技术的进步，电比例控制系统在起重机领域的应用将会越来越广泛，为起重机的安全、稳定和高效运行提供更为有效的保障。
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用
浅谈电比例控制系统在起重机上的使用电比例控制系统是一种常见而有效的控制系统，在起重机上的应用也是非常广泛的。
本文将从起重机的工作原理、电比例控制系统的基本原理和起重机上的应用三个方面，来浅谈电比例控制系统在起重机上的使用。
起重机的工作原理起重机是一种用于吊装和搬运重物的机械设备，通常由起重机梁、卷扬机构、大臂和配重等组成。
其工作原理是通过利用电动机和传动装置，来提升、移动和转动货物。
起重机在各行各业的生产中都发挥着重要作用，例如在工程建筑、港口物流、民用建筑等领域都有广泛的应用。
电比例控制系统的基本原理电比例控制系统是一种以电信号为控制输入，通过电磁阀等执行器调节液压或气动系统输出的控制系统。
它的基本原理是根据输入信号的大小，来控制输出执行器的运动，实现对液压或气动系统的精确控制。
它不仅具有响应速度快、精度高的特点，而且还能够实现多点控制和自动控制，因此在工业自动化领域中应用非常广泛。
电比例控制系统在起重机上的应用在起重机上，电比例控制系统通常被应用于起重机的升降、伸缩和转动等功能的控制。
通过电比例控制系统，可以实现对货物的提升速度、升降高度和移动方向的精确控制，提高了起重机的操作效率和安全性。
下面我们将分别从升降、伸缩和转动三个方面来具体阐述电比例控制系统在起重机上的应用。
1. 升降控制起重机在吊装货物时，经常需要对货物进行升降操作。
而电比例控制系统可以通过控制卷扬机构的电动机，来实现对货物的升降控制。
通过调节输入信号的大小，可以实现卷扬机构的升降速度和力度的精确控制，从而确保货物的安全吊装和顺畅升降。
比例系统
具有比例——微分控制规律的控制器，称为PD控制器，其输出与输入的关系如下式所示：
式中，为比例系数；为微分时间常数。与都是可调的参数。
PD控制器中的微分控制规律，能反应输入信号的变化趋势，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程 度，从而改善系统的稳定性。在串联校正时，可使系统增加一个的开环零点，使系统的相角裕度提高，因而有助 于系统动态性能的改善。
图1
由于开环控制系统的精度比较低，只能应用在精度要求不高并且不存在内外干扰的场合，但开环控制系统一 般不存在所谓稳定性问题。而闭环控制系统（即反馈控制系统）的优点是对内部和外部干扰不敏感，但反馈带来 了系统的稳定性问题。只要系统稳定，闭环控制系统可以保持较高的精度。因此，目前普遍采用闭环控制系统， 如图2 。
谢谢观看
将比例控制与其他控制结合
比例控制与微分控 制结合（PD控制）
比例控制与积分控 制结合（PI控制）
比例、积分、微分 控制结合（PID控
制）
具有比例-积分控制规律的控制器，称PI控制器，其输出信号同时成比例地反应输入信号及其积分，即：
式中，为可调比例系数；为可调积分时间常数。
在串联校正时，PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于s左半平 面的开环零点。位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能；而 增加的负实零点则用来减小系统的阻尼程度，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。只要 积分时间常数足够大，PI控制器对系统稳定性的不利影响可大为减弱。在控制工程实践中，PI控制器主要用来改 善控制环节也称为无惯性环节，对于液压缸或马达，忽略液压油的可压缩性和泄漏，液压缸的流量Q=VA。其中 V为活塞速度，A为活塞面积。
化工仪表及自动化第8章-第一节-串级控制系统精选全文
第八章 复杂控制系统
内容提要
串级控制系统
概述 串级控制系统的工作过程 串级控制系统的特点 串级控制系统中副回路的确定 主、副控制器控制规律及正、反作用的选择 控制器参数的工程整定
均匀控制系统
均匀控制的目的 均匀控制方案
1
内容提要
比值控制系统
概述 比值控制系统的类型
27
第一节 串级控制系统
3. 在可能的情况下，应使副环包围更多的次要干扰
如果在生产过程中，除了主要干扰外，还有较多的 次要干扰，或者系统的干扰较多且难于分出主要干扰 与次要干扰，在这种情况下，选择副变量应考虑使副 环尽量多包围一些干扰，这样可以充分发挥副环的快 速抗干扰能力，以提高串级控制系统的控制质量。
21
第一节 串级控制系统
四、串级控制系统中副回路的确定 副回路的确定 根据生产工艺的具体情况，选择一
个合适的副变量，从而构成一个以 副变量为被控变量的副回路。
确定的原则
1.主、副变量间应有一定的内在联系
22
第一节 串级控制系统 选择副变量的两类情况
选择与主变量有一定关系的某一中间变量作为副变量； 选择的副变量就是操纵变量本身，这样能及时克服它的波 动，减少对主变量的影响。
18
第一节 串级控制系统
小结
在串级控制系统中，由于引入一个闭合的副回路， 不仅能迅速克服作用于副回路的干扰，而且对作 用于主对象上的干扰也能加速克服过程。副回路 具有先调、粗调、快调的特点；主回路具有后调、 细调、慢调的特点，并对于副回路没有完全克服 掉的干扰影响能彻底加以克服。因此，在串级控 制系统中，由于主、副回路相互配合、相互补充， 充分发挥了控制作用，大大提高了控制质量。
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第八章 比例控制系统的工程应用
(2)纯机液拦阻器的不足
纯机液拦阻器中流入摩擦片组件的油液受节流阀 17 及 18 的控制。节流阀 18 为一手动针阀，通过预先调节其开口 量大小来适应不同重量、不同撞网速度飞机的拦阻，拦 阻过程中节流口大小不变；节流阀 17 与一套凸轮机构连 接在一起，靠凸轮型面的变化来改变节流阀的通流能力 ，以控制刹车压力。通过调节凸轮起始工作角来调节拦 停距离。对纯机液拦阻器，当飞机撞网状况发生变化时 ( 例如：飞机撞偏、飞机重量差异、刹车片摩擦系数变化 等 ) ，拦阻不能达到预期效果；同时若凸轮型面受损，拦 停效果也会受到极大影响，控制精度不高。
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第八章 比例控制系统的工程应用
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第八章 比例控制系统的工程应用
为了满足此要求，在钢管水压机中应设有一套压力同步控制装置
。从前国内大型钢管厂的试验机都是采用传统的机械杠杆式压力同步
控制装置以实现钢管试压过程中保证水压力平衡，如图1所示，是通 过调节杠杆支点a的位置来改变油压与水压值的比例关系，这种机械 杠杆式压力同步控制装置存在诸多缺点：灵敏度差且难于精确调整； 只适于试管加压过程中的压力同步控制，不适用于压机卸压过程的压 力同步等。对此我们考虑采用电液比例控制技术，如图2所示，采用 电液比例溢流阀取代机械杠杆压力同步控制装置，并与比例放大器、 压力传感器等组成压力反馈的闭环电液比例控制系统，其控制系统工 作原理如图3所示 。
东北大学机械工程与自动化学院液压与气动研究所 9Βιβλιοθήκη 第八章 比例控制系统的工程应用
图1纯机液系统原理图 1-转轴；2-尼龙带盘；3-摩擦制动盘；4-摩擦片组件；5-梭阀；6-手动泵；7-单向阀1 8-安全阀1；9-压力表开关1；1O-压力表1；11-蓄能器；12-泵源；13-安全阀2；14-压力 表开关2；15-压力表2；16-节流阀1(由凸轮机构调节)；17-凸轮机构；18-节流阀2(手动 调节)；19-单向阀2；2O-回油过滤器
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第八章 比例控制系统的工程应用
8．1 电液比例控制技术在钢管水压
试验机上的应用
钢管水压试验机是制管生产线上的一台关
键设备，用于试验钢管承受的压力，以使钢管
满足输送石油、天然气等的要求。在进行钢管
水压试验时必须给钢管两端施加与管内水压值
相适应的反作用，以保证管内试验水压达到要 求的值。故要求施加在管端上的力在试压过程 中要随着管内水压值的变化而变化。
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第八章 比例控制系统的工程应用
采用电液比例控制技术的液压原理图
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第八章 比例控制系统的工程应用
控制系统工作原理
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第八章 比例控制系统的工程应用
8．2 飞机拦阻器电液比例控制系统
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第八章 比例控制系统的工程应用
1拦阻器液压系统的改进
(1)改进前液压系统
图 1 为国外某飞机拦阻器的液压系统原理 图，它包括静压和动动压两部分。静压部 分 ( 由 6 ， 7 ， 8 ， 9 ， 10 组成 ) 保证飞机拦阻 器在不工作时处于锁紧状态；动压部分为 能量转换装置，在飞机撞网带动尼龙带盘 转动的同时，也带动液压泵 12转动，输出 压力油，产生使飞机制动的摩擦力。
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第八章 比例控制系统的工程应用
8.3电液比例控制技术在CVT中的应用
随着电子技术和自动控制技术的性能速发展，
车用变速器的技术也越来越完善，形式也更加多样 化，在越来越多的车辆上得到应用。
车用无级变速器CVT则避免了齿轮传动比不连 续和零件数量过多的缺点，能够实现真正的无级变 速。具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便、 可使汽车行驶过程中经常处于良好的性能状态，其 节省燃油、改善汽车排放等特点。
第八章 电液比例控制技术的工程应用
8.1 电液比例控制技术在钢管水压试验机上的应用 8.2 飞机拦阻系统的电液比例控制系统
8.3 电液比例控制技术在CVT中的应用
8.4 管拧机浮动抱钳夹紧装置电液比例控制系统 8.5 带钢对中装置电液比例控制系统 8.6高速线材轧机上电液比例控制技术的应用 8.7电液比例控制在连轧管设备上的应用
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第八章 比例控制系统的工程应用
(3)改进后的液压系统
改进后的电液比例拦阻系统仍包括静压和动压两部分。 系统的静压部分不做改动，起到拦阻前保持拦阻器稳定状态 以及飞机刚撞网时避免对系统造成冲击的作用。动压部分将 凸轮调节的节流阀改成电液比例溢流阀，这样通过调节比例 溢流阀的输入电信号来改变系统输出压力，从而控制使飞机 制动的摩擦力。引入电信号更便于用计算机构成自动控制系 统。对于不同型号、不同拦停距离的飞机，只要事先计算出 拦阻期间拦停位移与系统所需要达到的压力之间的关系，当 拦阻飞机到达设定位移时，通过改变电信号的输入来改变系 统输出压力(即刹车力)的大小，即可实现拦阻，达到拦停要求 。
飞机拦阻器的简易模型
飞机拦阻器是飞机着陆控制的辅助措施之一，主要用于陆基飞机的应急拦 阻以及舰基飞机的自由飞着陆和舰基自由飞失败后的应急拦阻。目前，国 外较先进的某飞机拦阻器是纯机液系统，以拦阻网或拦阻钢缆连接在一起 沿机场跑道对称布置，将被拦阻飞机本身巨大的动能转化成液压能而生成 使飞机制动的摩擦力。
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8.8 电液比例平台升降控制系统 8.9 电冰箱内胆四工位热成型机电液比例控制系统 8.10 船舰模拟平台电液比例闭环控制系统 8.11 电液比例控制技术在电解机组的应用 8.12 连铸机机械手液压系统 8.13 基于电液比例技术的步进加热炉速度控制系统 8.14 热轧平整定位辊电液比例控制系统设计