过程控制(第二版)第三章

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过程控制工程第二版课后答案

过程控制工程第二版课后答案

过程控制工程第二版课后答案【篇一:过程控制工程2-4章答案(孙洪程著)】2.1 与单回路系统相比,串级控制系统有些什么特点?答:串级控制方案具有单回路控制系统的全部功能,而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。

因此,串级控制系统的控制质量一般都比单回路控制系统好。

(1) 串级控制系统具有更高的工作频率;(2) 串级控制系统具有较强的抗干扰能力;(3) 串级控制系统具有一定的自适应能力2.2 为什么说串级控制系统主控制器的正、反作用只取决于主对象放大倍数的符号,而与其他环节无关?答:主控制器的正、反作用要根据主环所包括的各个环节的情况来确定。

主环内包括有主控制器、副回路、主对象和主变送器。

控制器正、反作用设置正确的副回路可将它视为一放大倍数为“正”的环节来看待。

这样,只要根据主对象与主变送器放大倍数的符号及整个主环开环放大倍数的符号为“负”的要求。

即sign{g01(s)}sign{g02’(s)}sign{gm1(s)}sign{gc1(s)}=-1就可以确定主控制器的正、反作用。

实际上主变送器放大倍数符号一般情况下都是“正”的,再考虑副回路视为一放大倍数为“正”的环节,因此主控制器的正、反作用实际上只取决于主对象放大倍数的符号。

当主对象放大倍数符号为“正”时,主控制器应选“负”作用;反之,当主对象放大倍数符号为“负”时,主控制器应选正作用。

2.3 串级控制系统的一步整定法依据是什么?答:一步整定法的依据是:在串级控制系统中一般来说,主变量是工艺的主要操作指标,直接关系到产品的质量,因此对它要求比较严格。

而副变量的设立主要是为了提高主变量的控制质量,对副变量本身没有很高的要求,允许它在一定范围内变化,因此在整定时不必将过多的精力放在副环上,只要主变量达到规定的质量指标要求即可。

此外对于一个具体的串级控制系统来说,在一定范围内主、副控制器的放大倍数是可以互相匹配的,只要主、副控制器的放大倍数kc1与kc1的乘积等于ks(ks为主变量呈4:1衰减振荡时的控制器比例放大倍数),系统就能产生4:1衰减过程(下面的分析中可以进一步证明)。

过程控制技术-第三章 过程控制系统的分析

过程控制技术-第三章 过程控制系统的分析

3 过程控制系统的分析
时曲线有极值点(n为正整数)。将上述两种t值代入式(3-18),就能求出过渡过程曲线的各个特殊点数值,其数值列入表3-2中。
3 过程控制系统的分析
根据表3-2中数据绘制出过渡过程曲线如图3-5中的曲线2所示
过程控制技术
第六讲 过程控制系统的过渡过程分析(二)
3 过程控制系统的分析
(2)衰减比n 是指过渡过程曲线同方向的前后相邻两个峰值之比,如图3-6中B/B′=n,或习惯表示为n∶1。可见n愈小,过渡过程的衰减程度越小,意味着控制系统的振荡程度越加剧烈,稳定性也就低,当n=1时,过渡过程为等幅振荡;反之,n愈大,过渡过程愈接近非振荡过程,相应的稳定性也越高。从对过程控制系统的基本性能要求综合考虑(稳定、迅速),
3 过程控制系统的分析
式中下标“0”表示系统在初始平衡状态下的数值,则
3 过程控制系统的分析
(4)控制器的控制规律 在过程控制系统中常使用的控制器,其控制规律有比例、比例积分和比例积分微分三种,它们的数学模型分别为:
3 过程控制系统的分析
在这个系统中若选用的是电动比例控制器,则p=Kce 在过程控制仪表中控制器的放大系数Kc是通过改变控制器的比例度δ来设置的,若采用测量范围(量程)为50~100℃,输出信号为4~20 mA DC的电动温度变送器,并选用电动控制器的比例度δ=20%,于是根据比例度的定义计算出控制器的放大系数是:
3 过程控制系统的分析
(5)余差C(残余偏差) 余差是过渡过程终了时设定值与被控变量的稳态值之差,用数学式表示为 余差是一个反映控制系统准确性的质量指标,也是一个精度指标。它由生产工艺给出,一般希望余差为零或不超过预定的范围。
3 过程控制系统的分析

过程控制作业答案(精品)

过程控制作业答案(精品)

第一章 概述1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成?画出其基本框图。

控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警,保护,连锁等部件1.2 按设定值的不同情况,自动控制系统有哪三类? 定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标,它们分别表征过程控制系统的什么性能?a.衰减比和衰减率:稳定性指标;b.最大动态偏差和超调量:动态准确性指标;c.余差:稳态准确性指标;d.调节时间和振荡频率:反应控制快速性指标。

第二章 过程控制系统建模方法习题2.10某水槽如图所示。

其中F 为槽的截面积,R1,R2和R3均为线性水阻,Q1为流入量,Q2和Q3为流出量。

要求:(1) 写出以水位H 为输出量,Q1为输入量的对象动态方程;(2) 写出对象的传递函数G(s),并指出其增益K 和时间常数T 的数值。

(1)物料平衡方程为123d ()d HQ Q Q Ft-+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F t∆∆-∆-∆= 而22h Q R ∆∆=, 33hQ R ∆∆=, 代入增量关系式,则有23123()d d R R hh F Q t R R +∆∆+=∆ (2)两边拉氏变换有:23123()()()R R FsH s H s Q s R R ++=故传函为:232323123()()()11R R R R H s KG s R R Q s Ts F s R R +===+++ K=2323R R R R +, T=2323R R F R R +第三章 过程控制系统设计1. 有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热,并用搅拌器不停地搅拌物料,到物料达到所需温度后排出。

试问:(1) 影响物料出口温度的主要因素有哪些?(2) 如果要设计一温度控制系统,你认为被控变量与操纵变量应选谁?为什么?(3) 如果物料在温度过低时会凝结,据此情况应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器的正反作用?解:(1)物料进料量,搅拌器的搅拌速度,蒸汽流量(2)被控变量:物料出口温度。

过程控制工程_第二版_(王树青_著)_化工出版社_课后答案

过程控制工程_第二版_(王树青_著)_化工出版社_课后答案

过程控制工程课后习题答案第一章1-1自动控制系统由被控对象、测量变送器、执行器(控制阀)和控制器组成。

被控对象是指被控制的生产设备或装置。

测量变送器用于测量被控变量,并按一定的规律将其转换为标准信号作为输出。

执行器常用的是控制阀,接受来自控制器的命令信号,用于自动改变控制阀的开度。

控制器它将被控变量的测量值与设定值进行比较,得出偏差信号e(t),并按一定规律给出控制信号u(t)1-21)直接数字控制它的特点:计算灵活,它不仅能实现典型的PID 控制规律,还可以分时处理多个控制回路。

2)集中型计算机控制系统它的特点:可以实现解耦控制、联锁控制等各种更复杂的控制功能;信息集中,便于实现操作管理与优化生产;灵活性大,控制回路的增减、控制方案的改变可由软件来方便实现;人机交互好,操作方便3)集散控制系统它的特点:同时适应管理与控制两方面的需要:一方面使用若干个控制器完成系统的控制任务,每个控制器实现一定的控制目标,可以独立完成数据采集、信号处理、算法实现与控制输出等功能;另一方面,强调管理的集中性。

1-3spPC51P m PT51P2uP1P:被控变量储罐:被控对象U:控制变量进气流量:操纵变量P1,P2,出气流量:扰动变量被控变量:被控对象需要维持在其理想值的工艺变量,也是测量变松的输入。

控制变量:控制器的输出电信号。

操作变量:执行器的操作对象,对被控变量有影响。

扰动变量:影响被控变量的变量(除了操作变量)。

干扰 通道P sp +E(t)_压力制器进 气 控制阀控制对 象++P (t ) P m (t )压力 1-4给定值+ 液位控制器控制阀水槽测量液位变送器假设控制阀为气闭式、控制器为反作用,定义偏差为测量值与给定值之差。

首先假设在 干扰发生之前系统处于平衡状态,即流入量等于流出量,液位等于给定值。

当有干扰发生, 平衡状态将被破坏,液位开始变化,于是控制系统开始动作。

1)假定在平衡状态下流入量 Q1 突然变大。

过程控制讲义课件(全套)

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前馈—反馈控制系统
29
1.4 过程控制系统的分类
6. 按给定信号的特点分类 : 定值控制系统 程序控制系统 随动控制系统
(1)定值控制系统:就是系统被控量的给定值保持在规定 值不变,或在小范围附近不变。定值控制系统是过程控 制中应用最多的一种控制系统,因为在工业生产过程中 大多要求系统被控量的给定值保持在某一定值,或在某 很小范围内不变。 例如过热蒸汽温度控制系统、转炉供氧量控制系统 均为一个定值控制系统。
30
1.4 过程控制系统的分类
(2)程序控制系统:它是被控量的给定值按预定的时 间程序变化工作的。控制的目的就是使系统被控量按 工艺要求规定的程序自动变化。 例如同期作业的加热设备(机械、冶金工业中的热 处理炉),一般工艺要求加热升温、保温和逐次降温 等程序,给定值就按此程序自动地变化,控制系统按 此给定程序自动工作,达到程序控制的目的。
4. 按被控制量的多少分类:
单变量控制系统 多变量控制系统
25
1.4 过程控制系统的分类
5. 按系统的结构分类:
反馈控制系统 前馈控制系统 复合控制系统 单回路控制系统 串级控制系统
26
1.4 过程控制系统的分类
(1)反馈控制系统
它是过程控制系统中的一种最基本的控制结构形 式。反馈控制系统是根据系统被控量的偏差进行工作 的,偏差值是控制的依据,最后达到消除或减小偏差 的目的。如过热蒸汽温度控制系统就是一个反馈控制 系统。另外,反馈信号也可能有多个,从而可以构成 多个闭合回路,称其为多回路控制系统。
23
1.4 过程控制系统的分类
1. 按被控量分类 :
温度控制系统 压力控制系统 流量控制系统 液位控制系统等
2. 按完成的功能分类:

过程控制知识点

过程控制知识点

第一章过程控制定义:用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制称为过程控制。

过程控制特点:连续生产自动控制过程控制系统由过程检测控制仪表组成被近期过程是多种多样的、非电量的过程控制的控制过程多属慢过程而且多半参量控制定值控制是过程控制的一种常用形式。

过程控制组成:由测量元件、变送器、调节器、调节阀和被控过程等环节。

分类:结构特点:反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。

定值信号特点:定值控制系统、程序控制系统、随动控制系统。

第二章2-22利用热电偶温度计测温时为什么要使用补偿导线及其对冷端温度进行补偿?利用热电阻温度计测温时,为什么要采用三线制接法?测量低温时通常为什么采用热电阻温度计,而不采用热电偶温度计?答:(1)由热电偶测温原理可知,只有当它的冷端温度不变时,热电动势是被测温度的单值函数,所以在测温过程中必须保持冷端温度恒定,为了使它的冷端温度恒定,采取补偿导线法为了消除冷端温度变化对测温精度的影响,采用冷端温度补偿(2)在使用热电阻测温时,为了提高精度,采用三线制接法(3)原因有两点:在中低温区热电偶输出的热电势很小对测量仪表放大器和抗干扰要求很高由于冷端温度化不易得到完全补偿在较低温度区内引起的相对误差就很突出2-27 DDF-3型温度变送器具有哪些主要功能?什么是变送器的零点、零点迁移和量程调节?为什么要进行零点迁移和量程调节?3型温度变送器是怎样进行零点迁移和量程调节的?答:1.DDz-3具有热电偶冷端温度补偿,零点调整、零点迁移。

量程调节以及线性化等重要功能。

2零点:输入为零点时输出为4mm的点,零点迁移:即把测量起始点由零迁移到某一正值或负值。

量程调节:相当于改变变送器的输入输出特性的斜率3零点迁移的目的是使其输出信号的下限Ymin与测量范围的下限值Xmin相对应。

零点迁移之后,其量程不变,即斜率不变,却可提高灵敏度。

量程调节的目的是变送器的输出信号的上限值Ymax与测量范围的上限值相对应4调零点调量程方法:RP1为调零电位器。

过程控制第三章第9,10,11讲

过程控制第三章第9,10,11讲


过程静态特性是选择控制参数的重要依据。 结论:扰动通道静态放大系数Kf 越大,则系统 的稳态误差越大,降低了控制质量。控制通道 的静态放大系数K0越大,表示控制作用越灵敏, 克服扰动的能力越强。 因此确定控制参数时,使K0大于Kf是合理的。 这一要求不能满足时,调节Kc的值来补偿,使 K0 Kc值远大于Kf 。
结论:扰动通道的时间常数 T f 愈大,容积愈多,则扰动
通道对被控参数的影响也愈小,控制质量也愈好
(2)时延τf 的影响
有纯滞后时系统对扰动的闭环传递函数为
Y ( s) F ( s ) 1 Wc ( s )W0 ( s)
根据拉氏变换的平移定理,被控量的时间响应为
W f ( s )e
f s
y(∞) t
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图1.3 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线
控制系统的阶跃响应性能指标小结
稳定性 衰减比n = 4:1~10:1最佳


准确性 余差C小好
最大偏差 A 小好 快速性 过渡时间 Ts 短好
各品质指标之间既有联系、又有矛盾。例如, 过分减小最大偏差,会使过渡时间变长。因此, 应根据具体工艺情况分清主次,对生产过程有决 定性意义的主要品质指标应优先予以保证。
三、控制参数的选择


控制参数又称为控制变量或控制量。 在生产过程中,可能有几个控制量可供 选择来影响被控参数。选择不同的控制 参数就有不同的控制通道和扰动通道。 不同的控制通道和扰动通道的控制质量 是不相同的。因此应选择较优的控制参 数,即正确选择控制通道。
三、控制参数的选择

(一)过程静态特性分析
在新稳态值( 205℃)两侧以宽度为±4.1℃画一 区域(阴影线)。曲线进入时间点 Ts = 22min

过程控制系统与仪表习题答案第三章

过程控制系统与仪表习题答案第三章

第3章 习题与思考题3-1 什么是控制器的控制规律?控制器有哪些基本控制规律?解答:1)控制规律:是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。

2)基本控制规律:位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。

3-2 双位控制规律是怎样的?有何优缺点?解答:1)双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负,控制器的输出为最大或最小。

2)缺点:在位式控制模式下,被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡,无法稳定在设定值上。

这是由于双位控制器只有两个特定的输出值,相应的控制阀也只有两个极限位置,总是过量调节所致。

3)优点:偏差在中间区内时,控制机构不动作,可以降低控制机构开关的频繁程度,延长控制器中运动部件的使用寿命。

3-3 比例控制为什么会产生余差?解答:产生余差的原因:比例控制器的输出信号y 与输入偏差e 之间成比例关系:e K y p =为了克服扰动的影响,控制器必须要有控制作用,即其输出要有变化量,而对于比例控制来讲,只有在偏差不为零时,控制器的输出变化量才不为零,这说明比例控制会永远存在余差。

3-4 试写出积分控制规律的数学表达式。

为什么积分控制能消除余差?解答:1)积分控制作用的输出变化量y 是输入偏差e 的积分:⎰=edt T y 112)当有偏差存在时,输出信号将随时间增大(或减小)。

当偏差为零时,输出停止变化,保持在某一值上。

因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差。

3-5 什么是积分时间?试述积分时间对控制过程的影响。

解答:1)⎰=edt T y 11 积分时间是控制器消除偏差的调整时间,只要有偏差存在,输出信号将随时间增大(或减小)。

只有当偏差为零时,输出停止变化,保持在某一值上。

2) 在实际的控制器中,常用积分时间Ti 来表示积分作用的强弱,在数值上,T i =1/K i 。

显然,T i 越小,K i 就越大,积分作用就越强,反之亦然。

3-6 某比例积分控制器输入、输出范围均为4~20mA ,若将比例度设为100%、积分时间设为2min 、稳态时输出调为5mA ,某时刻,输入阶跃增加0.2mA ,试问经过5min 后,输出将由5mA 变化为多少?解答: 由比例积分公式:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎰edt T e P y 111分析: 依题意:%1001==pK p ,即K p =1, T I = 2 min , e =+0.2; 稳态时:y 0=5mA ,5min 后:m Aedt T e P y y )7.05()52.0212.0(151110±=⨯⨯±±⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎰ 3-7 比例控制器的比例度对控制过程有什么影响?调整比例度时要注意什么问题?解答:P741)控制器的比例度P 越小,它的放大倍数p K 就越大,它将偏差放大的能力越强,控制力也越强,反之亦然,比例控制作用的强弱通过调整比例度P 实现。

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二、被控参数的选择


合理选择被控参数使控制方案设计中的 重要一环,对于境 等具有决定性意义。 必须根据工艺要求,分析生产过程,能 较好的反映工艺生产状态变化的参数 (人控制难以满足要求,客观上要求自 动控制的参数)作为被控参数。
二、被控参数的选择
根据拉氏变换的平移定理,被控量的时间响应为
W f ( s )e
f s
y(t ) y(t f )
由此可见:干扰通道存在纯滞后时,理论上不影响控制 质量,仅使被控参数对于干扰的响应在时间上推迟了τf 值。 (3)扰动作用点位臵的影响 扰动引入系统的位臵不 同,对被控参数的影响也不同。其位臵离被控参数愈近时, 则其影响愈大;当位臵离被控参数愈远时,则对其影响愈 小。
由于系统是稳定的,在阶跃扰动作用下,系统稳态值为
(T0 s 1) K f lim s y (t ) lim s y ( ) t s 0 s[( T s 1)( T s 1) K K (T s 1)] 0 f 0 c f Kf 1 K0 K c
由此可见,过程静态特性对控制质量好坏有很大影响。
第三章 单回路控制系统的工程设计



第一节 过程控制系统工程设计概述 第二节 控制方案设计 第三节 检测、变送器的选择 第四节 执行器(调节阀)选择 第五节 控制器(调节器)选择 第六节 过程计算机控制系统的设计 第七节 过程控制系统的投运和控制器参数的整定 第八节 单回路控制系统工程设计实例 思考题与习题
(一)过程静态特性分析


过程静态特性是选择控制参数的重要依据。 结论:扰动通道静态放大系数Kf 越大,则系 统的稳态误差越大,降低了控制质量。控制通 道的静态放大系数K0越大,表示控制作用越灵 敏,克服扰动的能力越强。 因此确定控制参数时,使K0大于Kf是合理的。 这一要求不能满足时,调节Kc的值来补偿,使 K0 Kc值远大于Kf 。
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一、对过程控制系统设计的一般要求

安全性:在整个生产过程中,要确保人员设备的安全,
这是最基本和最重要的要求。通常采用参数超限报警、 事故报警和联锁保护等措施加以保证。 稳定性:系统在一定的外界扰动下,在系统参数、工 艺条件一定的变化范围内能长期稳定的运行。同时还 必须具有适当的稳定裕量和良好的动态响应特性。
三、控制参数的选择


控制参数又称为控制变量或控制量。 在生产过程中,可能有几个控制量可供 选择来影响被控参数。选择不同的控制 参数就有不同的控制通道和扰动通道。 不同的控制通道和扰动通道的控制质量 是不相同的。因此应选择较优的控制参 数,即正确选择控制通道。
三、控制参数的选择

(一)过程静态特性分析
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第五节 控制器(调节器)的选择

1 选择控制器的控制规律 依据τ0 / T0 比值来选择调节器的控制规律
0.2时,选用比例或比例积分控制规律

0
T0
当0.2 当
0
T0
1.0时,选用比例积分或比例积分微分控制规律
0
T0
1.0时,采用单回路控制系统不能满足工艺要求
选择控制方案:根据设计任务和技术性能指标,进 行协调可行性分析,选择合理的控制方案。同时还 应进行协调的静态、动态特性分析,判断系统特性 是否满足系统的品质指标要求。 控制设备选型:根据控制方案、控制特性和工艺要 求,选择合适的测量变送器、控制器与执行器。 实验(仿真):检验系统设计的正确性,以及系 统的性能指标是否满足要求。
W0 ( s Wc ( s )) KKs 1 T
0
W f ( s)
Tf s 1
(一)过程静态特性分析
被控量Y (s)对扰动量F (s)的传递函数为
(T0 s 1) K f Y ( s) F ( s) (T0 s 1)(T f s 1) K0 Kc (T f s 1)
(一)系统阶跃响应性能指标

余差(静态偏差)C: C y() y(0)
衰减率ψ:

B1 B2 B 1 2 B1 B1

最大偏差A(或超调量σ)

y(t p ) y() y() 100%

过渡过程时间 ts :系统从受扰动作用时起,
到被控参数进入新的稳定值±5%的范围内所经历 的时间。
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第四节 执行器(调节阀)的选择

选择合适的调节工作区间 在正常情况下,调节 阀的开度处于15% ~ 85% 之间。
选择合适的流量特性 过程特性为线性时,应选 择线性流量特性的调节阀;若过程特性为非线性, 应选择对数流量特性的调节阀。 选择合适的调节阀开、关形式 应充分考虑事故 状态时,人身、工艺设备的安全;减少经济损失、 保证产品质量;考虑介质性质。
二、过程动态特性的分析
1 扰动通道动态特性对控制质量的影响
(1)时间常数 Tf 的影响 系统对扰动的传递函数为:
W f ( s) Y ( s) F ( s ) 1 Wc ( s )W0 ( s )
Kf W f ( s) T f s 1
Y ( s) K f 1 F ( s) T f ( s 1 )[1 W ( s)W ( s)] c 0 Tf
被控参数的选择一般有两种方法 直接参数:选择对产品的产量和质量、安全生产、 经济运行和环境保护具有决定性作用的、可直 接测量的工艺参数为被控参数。 间接参数:当不能用直接参数作为被控参数时, 应当选择一个与直接参数有单值函数关系的间 接参数作为被控参数。 间接参数必须具有足够高的灵敏度,同时必须 考虑工艺过程的合理性和所选仪表的性能。
设单回路控制系统的框图如图所示。
(一)过程静态特性分析
设:单回路系统传递函数:
W c (s)为控制器它与执行机构的传递函数:
Wc ( s ) K
W0(s)为控制通道的传递函数: Wc ( s ) K K
T0 s K 1 K W0 ( s )) W f (s T s 1 W f (s)扰动通道的传递函数:1 0 TKs f W f ( s) T f sK 1 W0 ( s )
(三)根据过程特选择控制参数的一般原则



控制通道的放大系统要适当大一些;时间常数 要适当小一些;纯滞后愈小愈好, 扰动通道的放大系数尽可能小;时间常数要大; 引入位臵要靠近调节阀。 当过程存在多个时间常数时,在选择控制参数 时,应尽量设法把几个时间常数错开,使其中 一个时间常数比其他时间常数大,同时注意减 小第二、第三个时间常数。

三、过程系统设计的主要内容

方案设计:是系统设计的核心,应选择合适的
控制方案,使控制系统发挥良好的作用。

工程设计:控制仪表的选型、操作台设计、供
电供气系统设计和联锁保护系统的设计。

工程安装:对系统中各设备进行正确安装,对
各仪表进行校验,对控制回路进行校验。

调节器参数整定:用计算法或工程整定法对
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一、过程控制系统的性能指标



被控过程在运行中,在外界干扰作用下,经 常处于动态过渡过程。设臵控制系统的目的 是希望被控参数能迅速、准确且平稳的稳定 在新的给定值或附近。这种从一个稳态到达 另一个稳态的历程称为过渡过程。 性能指标是评价过程控制系统动态性能的重 要参数。 通常使用两种时域形式的性能指标:系统阶 跃响应性能指标和偏差积分性能指标。
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第三节 检测、变送器选择




尽可能选择测量误差小的测量元件 系统稳态误差 取决于反馈通道的测量误差。 尽可能选择快速响应的测量元件和变送设备 应保 持测量值的无滞后,有效发挥系统的控制校正作 用。 正确采用微分超前补偿 串入微分环节消除测量滞 后的影响 合理选择测量点并正确安装 减小滞后,安装方便 对测量信号作必要的处理 补偿校正、噪音抑制、 线性化处理。
2 控制通道动态特性对控制系统的影响

(1)时间常数 T0的影响 若控制通道时间 常数T0 太大,则控制作用太弱,被控参数变化 缓慢,控制不及时,系统过渡时间长,控制质 量下降。若控制通道时间常数T0太小,则控制 作用强,克服扰动影响快,控制及时,系统过 渡时间短,但易引起系统振荡,不能保证控制 质量。所以在系统设计时要求控制通道时间常 数适当小一点,时其校正及时,又能获得较好 的控制质量
(2)时延τ0的影响


控制通道的时间滞后包括纯滞后和容滞后两种,他们对 控制质量的影响不利,尤其是纯滞后影响最坏。 由频率特性分析可知,纯滞后越大,系统不稳定的可能 性就越大。 当控制通道存在纯滞后时,控制 器的校正作用将滞后一个纯滞后 时间τ0 ,使被控参数的超调量增加, 偏差增大,动态指标下降。控制 通道存在容滞后时,同样会造成 控制不及时,但其影响比纯滞后 要缓和,可引入微分作用,有明 显的改善作用。
(3)时间常数分配的影响


控制系统的开环传递函数大多是多个一阶环节 的串联,在选择控制通道时,应将开环传递函 数中的几个时间常数数值错开,减小中间的时 间常数。可提高系统的工作频率,减少过渡过 程时间和最大偏差等,改善控制质量。 系统中最大的时间常数往往涉及生产设备的核 心,不能轻易改动。可减小其它的时间常数, 且将其错开。
分析:扰动通道是惯性环节,使过渡过程的时间加长,
过渡过程的幅值减小,超调量减小。
结论:扰动通道的时间常数 T f 愈大,容积愈多,则扰动
通道对被控参数的影响也愈小,控制质量也愈好
(2)时延τf 的影响
有纯滞后时系统对扰动的闭环传递函数为
Y ( s) F ( s ) 1 Wc ( s )W0 ( s)


经济性:应采用一定的先进控制手段,对生产过程
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