控制阀流量特性的补偿
调节阀流量特性补偿算法的实现及应用
２３ ・
调 节 阀流 量 特 性 补偿 算 法 的 实现 及 应 用
李 山， 王 民慧
（ 贵州大学 电气工程 学院 ， 贵州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ２ ５ ）
摘要： 调 节 阀是 自动控制 系统 的重要组成部分 。调 节阀 由于外界环境 的不 同 ， 引起压 降比显著 降低 ， 使 阀的
ＬＩ Ｓ ｈ ａ ｎ， Ｗ ＡＮＧ Ｍ ｉ ｎ ｈｕ ｉ Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ． Ｒｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｅ ｎ ｖ ｉ －
工作流量特性与其 固有特性相差很 大 ， 引起 特 性畸 变 ， 这 种畸 变给控 制 系统 的设计 带来 了困难 。本 文利 用 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ软件对调 节阀的流量特性畸 变进行检 测与判定 ， 通过改变理想流量特性 函数 ， 将调 节阀改 变为任 意符 合一定要求的流量特性 ， 实现对调 节 阀流量特 性进行 补偿 。通过 列举 了几种 畸 变情 况 ， 利 用该算 法进行补 偿， 对仿 真过程进行分析 ， 得 出该算法具有快速 、 灵 活、 容 易编程 实现且应 对复杂 多变能力强的特 点。
ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｒ ｏ ｐ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｎ ｔ ｌ ｙ，ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｌ ｖ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｌ ｆ ｏ ｗ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｉ ｎ ｈ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ｖ ａ ｒ ｙ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ，ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｃ ｈ ｒａ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｄ ｉ ｆ ｆ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｉ ｅ ｓ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ，ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｔ ｏ ｔ ｅ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ ｆ ｌ ｏ ｗ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ｕｌ ｇ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｖ ｌｖ ａ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｂ ｙ ｃ ｈ ａ ｎ —
4.1第四章：流量控制阀
二、普通节流阀 1．工作原理 压力油从进油口P1流入孔道和阀芯1左端的三角槽进入 孔道b，再从出油口P2流出。调节手柄3，可通过推杆2使 阀芯作轴向移动，以改变节流 口的通流截面积来调节流量。 2、节流阀的刚性 定义：当节流阀开口量不变时, 单位流量变化下进出口压差的 变化量，或者说：压差对流量 的导数，我们叫节流阀算公式我们可以看出，通过节流阀的流量与 节流阀进出口压差有关，压差发生变化，通过节流阀的流 量就要发生变化，这样，在变负载的液压系统中，要使执 行元件获得一个稳定的速度，就必须使节流阀两端的压差 不变，这就是调速阀，首先我们来分析它的工作原理。 1.调速阀 ： 如图为调速阀的结构示意图，从中间左右分开，右边是 一个定差式减压阀，左边是一个节流阀，两者串联起来， 减压阀在前节流阀在后，就组成一个调速阀 。假设阀芯1 下端的面积为A1，上端下端面的面积为A2，阀芯1上端面 的面积为A，进油口压力为p1，出油口压力为p3 ，c腔d腔 内的压力为p2 ，弹簧的弹簧力为Fs，在不考虑摩擦力及液 动力时，阀芯1的工作位置就有这几个力来决定。
第四节：流量控制阀 流量控制阀就是通过改变阀口通流面积的大小或通流 通道的长短来控制液体流过阀口的流量来控制执行元件运 动速度的液压阀。常用的流量控制阀有普通节流阀、压力 补偿和温度补偿调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。 一：流量控制原理及节流口形式 节流阀节流口通常有三种基本形 式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小 孔，但无论节流口采用何种形式， 通过节流口的流量q与进出口压差 Δp的关系均可用一个公式来表示， 即q=KAΔpm，这三种节流口的压 力流量特性曲线如图所示,由此可得 出以下三个结论。
由q=KAΔpm可得T=Δp1-m/KAm 从节流阀特性曲线图5-32可以发 现,节流阀的刚度T相当于流量曲线 上某点的切线和横坐标夹角β的 余切 ，即 T=cotβ 由此可得三条结论： (1)同一节流阀，阀前后压力差 Δp相同,节流开口小时，刚度大。 (2)同一节流阀，在节流开口一定时，阀前后压力差Δp越 小,，刚度越低。为了保证节流阀具有足够的刚度，节 流阀只能在某一最低压力差Δp的条件下，才能正常工作， 但提高Δp将引起压力损失的增加。 (3)取小的指数m可以提高节流阀的刚度，因此在实际使用 中多希望采用薄壁小孔式节流口，即m=0.5的节流口。
国家开放大学《化工仪表及自动化》形考任务1-4参考答案
国家开放大学《化工仪表及自动化》形考任务1-4参考答案形考任务11.控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫作（）。
A.负反馈B.正反馈C.前馈D.回馈2.下面（）符号代表调节阀。
A.FVB.FTC.FYD.FE3.在自动控制系统中，随动系统把（）的变化作为系统的输入信号。
A.测量值B.给定值C.偏差值D.干扰值4.过渡过程品质指标中，余差表示（）。
A.新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调参数之差D.超调量与给定值之差5.生产过程自动化的核心是（）装置。
A.自动检测B.自动保护C.自动执行D.自动调节6.下列压力计中，能测绝对压力且精度最高的是（）。
A.弹簧管压力计B.砝码、活塞式压力计C.电容式压力计D.电阻式压力计7.压力表在现场的安装需（）。
A.水平B.倾斜C.垂直D.任意角度8.测量氨气的压力表，其弹簧管应用（）材料。
A.不锈钢B.钢C.铜D.铁9.霍尔式压力传感器利用霍尔元件将压力所引起的弹性元件（）转换为霍尔电势实现压力测量。
A.变形B.弹力C.电势D.位移10.活塞式压力计上的砝码标的是（）。
A.质量B.压力值C.千克D.公斤11.仪表的精度级别是指仪表的（）。
A.基本误差B.最大误差C.最大引用误差D.基本误差和最大允许值12.若一块压力表量程为0～16MPa，要求测量值的绝对误差小于±0.2MPa，选用（）级的仪表。
A.1.0级B.1.5级C.2.0级D.0.5级13.评定仪表品质的主要质量指标是（）A.精度B.基本误差C.动态误差D.系统误差14.计算错误所造成的误差是（）。
A.随机误差B.系统误差C.疏忽误差D.附加误差15.由于仪表内部元件老化过程引起的误差称为（）。
A.疏忽误差B.缓变误差C.随机误差D.系统误差16.自动控制系统方块图由（）组成。
A.传递方块B.信号线C.比较点D.分支点17.下列过程中（）属于典型过渡过程的基本形式。
A.发散振荡过程B.等幅振荡过程C.随机振荡过程D.非周期衰减过程18.按误差产生的原因以及误差的性质，误差分为（）。
过程控制(专升本)阶段性作业3
过程控制(专升本)阶段性作业3总分: 100分考试时间:分钟单选题1. 选择被控变量应尽量使控制通道_____。
(4分)(A) 放大系数适当大、时间常数适当小、功率比较大(B) 放大系数大、时间常数适当小、滞后时间尽量小(C) 时间常数适当小、滞后时间尽量小、偏差信号尽量小(D) 滞后时间尽量小、偏差信号尽量小、功率比较大参考答案：B2. 只要偏差存在，积分调节就起作用，直至_____消失为止。
(4分)(A) 测量值(B) 正偏差(C) 余差(D) 负偏差参考答案：C3. 在自控系统中，确定调节器、调节阀、被控对象的正、反作用方向必须按步骤进行，其先后排列次序为_____。
(4分)(A) 调节器、调节阀、被控对象(B) 调节阀、被控对象、调节器(C) 被控对象、调节器、调节阀(D) 被控对象、调节阀、调节器参考答案：D4. PID调节器变为纯比例作用，则_____。
(4分)(A) 积分时间置∞、微分时间置∞(B) 积分时间置0、微分时间置∞(C) 积分时间置∞，微分时间置0(D) 积分时间置0，微分时间置0参考答案：C5. 某控制系统采用比例积分作用调节器。
某人用先比例后加积分的凑试法来整定调节器的参数。
若比例带的数值已基本合适，再加入积分作用的过程中，则_____(4分)(A) 应适当减少比例带(B) 适当增加比例带(C) 无需改变比例带(D) 与比例带无关参考答案：B6. 串级控制系统主、副对象的时间常数之比，T01/T02＝_____为好，主、副回路恰能发挥其优越性，确保系统高质量的运行。
(4分)(A) 3～10(B) 2～8(C) 1～4(D) 1～2参考答案：A7. 通常串级控制系统主调节器正反作用选择取决于_____。
(4分)(A) 调节阀(B) 副调节器(C) 副对象(D) 主对象参考答案：D8. _____存在纯滞后，但不会影响调节品质。
(4分)(A) 调节通道；(B) 测量元件；(C) 变送器；(D) 干扰通道。
调节阀流量特性
② 随着S的减小，管道总阻力增大，控制阀全开 时的最大流量相应减小，使实际可调比 R f 下降。 RS f 之间的关系为 实际可调比 与
Rf » R S
③ 随着S的减小，控制阀的流量特性发生畸变，线 性理想流量特性渐渐接近快开特性；等百分比理 想流量特性趋向于线性特性。 在实际使用中，S值选得过大或过小都有不妥之处。 选得过大，阀上的压降很大，消耗能量过多；选 得过小，则控制阀流量特性畸变严重，对控制不 利。因此，一般希望S值最小不低于0.3。设计中的 S通常为0.3～0.6。
1－永久磁钢；2－导磁体；3－主杠杆（衔铁）；4－平衡弹簧； 5－反馈凸轮支点； 6－反馈凸轮；7－副杠杆；8－副杠杆支点；9－薄膜执行机构； 10－反馈杆；11一滚轮； 12－反馈弹簧；13－调零弹簧；14－挡板；15－喷嘴；16－主杠杆支点； 17－放大器 图2.39 电-气阀门定位器动作原理
系统总压差：
p pV p f
p pV p f
压力比系数S： S的定义为，控制阀全开时，阀两端的压 降占系统总压降的比值。
pv min S＝ p
图2.34
串联管道时控制阀的工作流量特性
在S≤1，串联管道中控制阀特性曲线的畸变规律如下：
① 当系统压降全部损失在控制阀上时（管道阻力 损失为零），S＝1，这时工作流量特性与理想流量 特性相同。
不同流量特性的阀芯曲面形状
1－线性；2－等百分比；3－快开；4－抛物线
（1）线性流量特性 或叫直线流量特性 线性流量特性是指控制阀的相对流量与相对开度 成直线关系。
q d q 其数学表达式为： max K l d L q l
将上式积分得 q ＝K L ＋C max 根据已知边界条件在l＝0时，q=qmin 则C＝qmin/qmax l＝L时，q=qmax 则K＝1－C＝1－(1/R)
控制阀流量特性解析
控制阀流量特性解析控制阀的流量特性是控制阀重要技术指标之一，流量特性的偏差大小直接影响自动控制系统的稳定性。
使用单位希望所选用的控制阀具有标准的固有流量特性，而控制阀生产企业要想制造出完全符合标准的固有流量特性控制阀是非常困难的，因直线流量特性相对简单，且应用较少，所以本文重点对等百分比流量特性进行讨论。
控制阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与相对行程之间的关系，数学表达式为Q/Qmax = f(l/L), 式中:Q/Qmax—相对流量。
指控制阀在某一开度时的流量Q与全开流量Qmax之比；l/L—相对行程。
指控制阀在某一开度时的阀芯行程l与全开行程L之比一般来讲，改变控制阀的流通面积便可以控制流量。
但实际上由于多种因素的影响，在节流面积发生变化的同时，还会产生阀前、阀后压力的变化，而压差的变化又将引起流量的变化，为了便于分析，先假定阀前、阀后压差不变，此时的流量特性称为理想流量特性。
理想流量特性主要有等百分比（也称对数）、直线两种常用特性，理想等百分比流量特性定义为：相对行程的等值增量产生相对流量系数的等百分比增加的流量特性，数学表达式为Q/Qmax = R(l/L-1)。
理想直线流量特性定义为：相对行程的等值增量产生相对流量系数的等值增量的流量特性，数学表达式为Q/Qmax=1/R[1+（R-1）l/L]式中R—固有可调比，定义为在规定偏差内的最大流量系数与最小流量系数之比。
常见的控制阀固有可调比有30、50两种。
当可调比R=30和R=50时，直线、等百分比的流量特性在相对行程10%～100%时各流量值见表一表一由上表可以看出，直线流量特性在小开度时，流量相对变化大，调节作用强，容易产生超调，可引起震荡，在大开度时调节作用弱，及时性差。
而等百分比流量特性小开度时流量小，流量变化也小，在大开度时流量大，流量变化也大，调节作用灵敏有效。
由于上述原因，在实际工况中多数场合优选等百分比流量特性。
GB/T4213-2008《气动调节阀》标准5.11.2条规定，等百分比流量特性的斜率偏差：在相对行程h=0.1～0.9之间，任意相邻流量系数测量值的十进对数（lg ）差值应符合表二规定。
减温水调节阀流量特性预补偿
办
通
历 就
减温水调节阀流量特性预补偿
中核 苏阀 科技 实业 股份 有 限公 司 （ 江 苏苏 州 ２ １ ５ １ ２ ９ ） 陈 刚 丁纪文 吴 辉
【 摘
要】介绍了高压差、低 值工况下流量特性
曲 线 的预 补 偿 及 实现 方 法 。
【 关键词】 阀门 流量特性
一
预补偿
预防的 。同时在采取有效的处理手段下 ，磨瓦事故所造
成的危害也是可以减轻的。在安装和调试阶段 ，如果能
有效地进行控制 ，处理好各个可能导致磨瓦的细节 ，将 能大大地降低磨瓦事故发生的概率 ，实现常规岛调试汽 轮机首次冲转一次成功的 目标 ，保证整个核电厂按时并
网发 电。ＧＭ
（ 收稿 日 期 ：２ ０ １ ３ ／ ０ ５ ／ ０ ９ ）
理想特性为直线和等百分比 （ 对数）流量特性的调节
阀 ，工作特性 如 图５ 所示 。Ｎｓ ＜１ 时 ，相对理 想流量特 性而 言 ，工作特性 发生了畸变 ，成为一组向上拱起的 曲
一 一蛹蜷茁
ｉ Ｉ
∞
舳
∞
∞
如
图４ 典型串联 系统
日 对 行 程
．
图２ 理想流 量特性
般情况要求工作在小开度、低流量以保证机组运行经济 胁 旃 性 ，此时 系统 压差 基本 上是 作用 在减 温水调 节 阀上 ，
Ｇ 就会 使 阀门 的流量 增加 ，超 出预 期 ；当 系统处 于 紧急 Ｍ 情况 ，阀 门要处于 大开 度、多喷水以保证安全性 时 ，压
差主要作用于喷嘴及管 线其 他部分 ，减温水调节 阀上 作 用的压差要低很 多 ， 会大幅 削弱调节阀的调节功能 。一
调节阀流量特性补偿算法的实现及应用
调节阀流量特性补偿算法的实现及应用调节阀主要用于控制管道流量，其流量特性曲线通常为非线性。
为了更精确地控制流量，需要对调节阀的流量特性进行补偿。
本文将介绍一种调节阀流量特性补偿算法的实现和应用。
一、调节阀流量特性的问题调节阀的流量特性通常为非线性，这意味着在相同的控制信号下，阀门的流量并不是恒定的。
例如，当阀门在小范围内运动时，其流量变化迅速。
当阀门接近全开或全关状态时，其流量变化缓慢。
这种非线性流量特性会给过程控制带来不便，使得在管道中流经的流体的流量很难准确地控制。
二、补偿算法为了解决这个问题，需要对调节阀的流量特性进行补偿。
补偿算法的基本思想是在输出信号中添加一个补偿值，以消除调节阀流量的非线性特性。
常见的补偿算法有基于曲线拟合和基于模型预测。
基于曲线拟合的补偿算法通过拟合调节阀的流量特性曲线来确定补偿值。
曲线越精确地反映了调节阀的实际流量特性，补偿值就越准确。
下面是一种简单的曲线拟合算法：1. 对调节阀进行一系列实验，记录不同输出信号下的实际流量值。
2. 绘制实测数据的流量特性曲线。
3. 通过曲线拟合算法得到一条逼近实测数据的曲线。
4. 计算曲线上的每个点与实测数据的偏差。
5. 将偏差作为补偿值，添加到调节阀的输出信号中。
基于模型预测的补偿算法使用数学模型来描述调节阀的流量特性。
这种算法的优点是可以预测调节阀在不同条件下的流量特性，因此可以在实验之外应用。
下面是一种基于模型预测的补偿算法：1. 建立调节阀的数学模型，包括流量特性方程、参数估计等。
2. 计算模型在不同输出信号下的流量特性。
3. 根据模型计算出每个输出信号下的补偿值。
4. 将补偿值添加到调节阀的输出信号中。
三、应用现代过程控制系统通常会自动进行流量特性补偿。
一些高级控制器甚至可以自适应地根据调节阀的实际流量特性进行调整。
此外，工程师们也可以手动地调整调节阀的输出信号，以达到最佳控制效果。
总的来说，调节阀流量特性的补偿算法是一种非常有效的方式，可以提高管道中流体的流量控制精度。
调节阀流量特性选择
调节阀的流量特性如何选择控制阀的流量特性是介质流过控制阀的相对流量与相对位移（控制阀的相对开度）间的关系，一般来说改变控制阀的阀芯与阀座的流通截面，便可控制流量。
但实际上由于多种因素的影响，如在截流面积变化的同时，还发生阀前后压差的变化，而压差的变化又将引起流量的变化。
在阀前后压差保持不变时，控制阀的流量特性称为理想流量特性；控制阀的结构特性是指阀芯位移与流体流通截面积之间的关系，它纯粹由阀芯大小和几何形状决定，与控制阀几何形状有关外，还考虑了在压差不变的情况下流量系数的影响，因此，控制阀的理想流量特性与结构特性是不同的。
理性流量特性主要由线性、等百分比、抛物线及快开四种。
在实际生产应用过程中，控制阀前后压差总是变化的，这时的流量特性称为工作流量特性，因为控制阀往往和工艺设备串联或并联使用，流量因阻力损失的变化而变化，在实际工作中因阀前后压差的变化而使理想流量特性畸变成工作特性。
控制阀的理想流量特性，在生产中常用的是直线、等百分比、快开三种，抛物线流量特性介于直线与等百分比之间，一般可用等百分比来代替，而快开特性主要用于二位式调节及程序控制中。
因此，控制阀的特性选择是指如何选择直线和等百分比流量特性。
目前控制阀流量特性的选择多采用经验准则，可从下述几个方面考虑：1、从调节系统的质量分析下图是一个热交换器的自动调节系统，它是由调节对象、变送器、调节仪表和控制阀等环节组成。
K1变送器的放大系数，K2调节仪表的放大系数，K3执行机构的放大系数，K4控制阀的放大系数，K5调节对象的放大系数。
很明显，系统的总放大系数K为：K=K1*K2*K3*K4*K5K1、K2、K3、K4、K5分别为变送器、调节仪表、执行机构、控制阀、调节对象的放大系数，在负荷变动的情况下，为使调节系统仍能保持预定的品质指标；则希望总的放大系数在调节系统的整个操作范围内保持不变。
通常，变送器、调节器（已整定好）和执行机构的放大系数是一个常数，但调节对象的放大系数却总是随着操作条件变化而变化，所以对象的特性往往是非线性的。
国开电大《化工智能控制技术》形考任务3答案
题目1.过渡过程品质指标中，余差表示( )。
A. 新稳态值与设定值之差B. 测量值与设定值之差C. 调节参数与被调参数之差D. 超调量与设定值之差答案：新稳态值与设定值之差"题目2.环节方块图是控制系统中，每个环节的功能和信号流向的（）表示形式。
A. 函数B. 图解C. 代数式D. 拉氏变换式答案：图解"题目3.( )存在纯滞后，但不会影响调节品质。
A. 调节通道B. 测量元件C. 变送器D. 干扰通道答案：干扰通道"题目4.调节阀常在小开度工作时，应选用( )流量特性。
A. 直线型B. 等百分比型C. 快开型D. 抛物线型答案：等百分比型"题目5.气开式薄膜调节阀，当压缩空气中断时，其处于( )状态。
A. 全关B. 原位不动C. 全开D. 不确定答案：全关"题目6.( )适用于高压差、高粘度、含有悬浮物和颗粒状物质流体的调节，可以避免结焦、堵塞、也便于自净和清洗。
A. 偏心阀B. 球阀C. 角形阀D. 直通双座调节阀答案：角形阀"题目7.电气转换器的作用是将( )。
A. 电信号转换成电信号B. 气信号转换为气信号C. 电信号转换为气信号D. 气信号转换为电信号答案：电信号转换为气信号"题目8.控制阀的流量随着开度的增大迅速上升，很快地接近最大值的是( )。
A. 直线流量特性B. 等百分比流量特性C. 快开流量特性D. 抛物线流量特性答案：快开流量特性"题目9.气动薄膜执行机构中当信号压力增加时推杆向上移动的是( )。
A. 正作用执行机构B. 反作用执行机构C. 正装阀D. 反装阀答案：反作用执行机构"题目10.调节阀的泄漏量就是指( )。
A. 指在规定的温度和压力下，阀全关状态的流量大小B. 指调节阀的最小流量C. 指调节阀的最大量与最小量之比D. 指被调介质流过阀门的相对流量与阀门相对行程之间的比值答案：指在规定的温度和压力下，阀全关状态的流量大小"题目11.有一台PI调节器，δ=80%，TI =5min，若将TI改为0.5min，则( )A. 调节系统稳定度降低B. 调节时间加长C. 调节系统稳定度提高D. 余差有所减小答案：调节系统稳定度降低"题目12.微分控制规律是根据( )进行控制的。
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控制阀流量特性的补偿
沈阳电力高等专科学校杨庆柏
刊载于《辽宁电机工程科普》2000年第2期
控制阀也称调节阀，它也是自动控制系统中一个重要环节。
实践表明，控制系统的控制品质不好或控制系统发生故障，经常是由于控制阀有问题造成的。
一、补偿的意义
控制阀的流量特性，是指介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系。
在控制阀前后压差恒定情况下得到的流量特性称为理想流量特性；在控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为工作流量特性。
为了使系统具有线性控制特性，有些系统将控制阀的理想流量特性选择成线性，期望其工作流量特性也为线性；也有些系统将控制阀的理想流量特性选择为非线性，期望其特性对系统进行非线性补偿。
但是，在实际生产过程中，由于管道阻力损失的变化、控制阀两端压差变化、低s(控制阀全开时压差与系统总压差之比)值使用或介质对阀芯、阀座的长期冲刷和腐蚀，使控制阀的理想流量特性畸变为工作流量特性。
而且流量变化越大，畸变得越厉害，使控制系统的控制质量下降，甚至无法正常工作。
因此，研究和探索对控制阀特性的补偿
方法，对自动控制系统的顺利投入和正常运行有着十分重要的意义。
二、补偿的原理
一个负反馈控制系统主要由控制器、控制阀、控制对象和测量装置组成，设控制器、控制阀、控制对象和测量装置的增益分别为Kc、Kv、Kp、Km，现设计一个补偿装置，其增益为Kf。
根据线性控制理论，控制系统的开环增益在全负荷变化范围内应保持不变。
为了这一目的,控制系统采用了多种方案。
其中，用Kc 补偿Kp(控制器采用变参数),用Kf补偿Kv,就是方案之一。
Km通常是不变的，尽管Kp随负荷变化，Kv随控制阀前后压差变化，但是有Kc和Kf给予补偿,其结果使得整个控制系统的开环增益不变。
现讨论Kf对Kv的补偿。
现将Kf与Kv看成两个环节串联，设μ为控制器输出，L为控制阀开度，q为流过控制阀的流量。
在实际系统中。
由于q与L已成为非线性关系，这可以通过在现场实测得到。
要使q与μ成线性关系，就需要用Kf补偿Kv。
使Kf与Kv的乘积为常量，从而使整个控制系统的开环增益不变。
这就是控制阀流量特性补偿的基本原理。
三、补偿的方法
对控制阀流量特性进行补偿，过去采用的方法是重新设计和制造新阀芯,或改变阀门定位器的反馈凸轮形状,或正确选择控制阀的结构特性，不但费时费力,而且可变性和灵活性差。
现在普遍采用的方法是采用函数器功能块。
在自动控制系统中，函数器功能块的应用十分广泛。
由于它可以实现各种非线性函数特性，因此在复杂控制系统
中，常常利用它产生定值信号、反馈信号、比较信号和补偿信号等等。
在目前的分散控制系统(DCS)中，函数器功能块均采用5～12段的折线逼近方式。
用户必须根据所实现的函数功能，选取折线的折点，逐一输入折点坐标，才能近似实现所要逼近的非线性函数。
图解法是采用四象限绘图法确定Kf，它在第二象限绘出控制阀流量特性，在第四象限绘出控制阀理想流量特性，然后用四象限作图法，在第一象限得出控制阀流量特性的补偿特性。
公式法是主要由折线方程逐点求出Kf。
智能法是采用具有较高逼近精度的自动调整函数器，如采用神经网络等。