資源描述：
《單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、過程控制與自動(dòng)化儀表主講教師：趙躍西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院 信息與控制工程系第五章簡單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)二PID調(diào)節(jié)參數(shù)的工程整定單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)單回路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)單回路控制系統(tǒng)的概念單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般指對一個(gè)被控制對象使用一個(gè)調(diào)節(jié)器來保持一個(gè)參數(shù)恒定。調(diào)節(jié)器只接受一個(gè)測量信號(hào)，輸出只控制一個(gè)執(zhí)行器簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟（2）了解工藝過程，建立過程的數(shù)學(xué)模型。（1）熟悉系統(tǒng)的技術(shù)要求或性能指標(biāo)，如：超調(diào)量，穩(wěn)定誤差，調(diào)節(jié)時(shí)間，上升時(shí)間，衰減比等。（3）依據(jù)過程的數(shù)學(xué)模型，確定控制方案。即確定被
2、控參數(shù)及其測量和變送的方法；確定操作變量和相關(guān)的執(zhí)行器（控制方法）。（4）依據(jù)調(diào)節(jié)規(guī)律和系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)特性進(jìn)行理論分析和綜合（5）系統(tǒng)仿真與試驗(yàn)研究。簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟（7）工程安裝。（6）工程設(shè)計(jì)。（8）控制器的參數(shù)整定。高位槽干燥器鼓風(fēng)機(jī)蒸汽閥1過濾器風(fēng)管換熱器閥2閥3AB1.生產(chǎn)工藝簡介2.被控參數(shù)選擇3.控制參數(shù)選擇4.儀表選擇與整定5.控制儀表連接圖噴霧干燥過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)被控參數(shù)選擇系統(tǒng)被控參數(shù)選取的一般原則(a)應(yīng)選取對產(chǎn)品的產(chǎn)量，質(zhì)量，安全生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，環(huán)境保護(hù)有決定性作用，又可直接進(jìn)行測量的工藝參
3、數(shù)作為被控參數(shù)（直接參數(shù)）；(b)選取與上述直接參數(shù)有單值對應(yīng)關(guān)系的間接參數(shù)作為被控參數(shù)；(c)間接參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)有足夠的靈敏性；(d)應(yīng)考慮工藝的合理性及儀表的性能價(jià)格比等；被控參數(shù)一般要與工藝工程師共同確定。被控參數(shù)選擇：間接參數(shù)（溫度）與直接參數(shù)水分含量一一對應(yīng)。高位槽干燥器鼓風(fēng)機(jī)蒸汽閥1過濾器風(fēng)管換熱器閥2閥3AB控制參數(shù)的選擇擾動(dòng)分析：1、乳液溫度和流量波動(dòng)，干擾f1(t)。2、旁路冷風(fēng)流量，干擾f2(t)。3、蒸汽壓力、溫度變化，干擾f3(t)。過程特性對控制質(zhì)量的影響一、干擾通道特性對控制質(zhì)量的影響系統(tǒng)輸出與干擾之間的
4、傳遞函數(shù)為：干擾通道的影響1）Kf越大，由F(S)引起的C(S)則越大，即C(S)偏離期望值越大；所以希望Kf值越小越好。結(jié)論：2）Tf越大，慣性越強(qiáng)，對干擾的“濾波”效果越明顯，干擾對輸出的動(dòng)態(tài)影響越小，所以希望Tf越大越好。3）τf的存在于否，不影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量，所以應(yīng)盡可能將純滯后時(shí)間長的環(huán)節(jié)置于干擾通道。干擾通道的影響干擾進(jìn)入位置對控制質(zhì)量的影響系統(tǒng)輸出與干擾之間的傳遞函數(shù)為：干擾通道的影響結(jié)論：4）當(dāng)干擾進(jìn)入系統(tǒng)的位置提前，即干擾在GP(S)之前進(jìn)入系統(tǒng)時(shí),與前面相比又多了一個(gè)“濾波”項(xiàng)。所以干擾進(jìn)入系統(tǒng)的位置越遠(yuǎn)離被控參
5、數(shù)越好?？刂仆ǖ捞匦詫刂瀑|(zhì)量的影響與干擾通道正好相反!過程特性對控制質(zhì)量的影響二、控制通道特性對控制質(zhì)量的影響系統(tǒng)輸出與輸入之間的傳遞函數(shù)為：控制參數(shù)的選擇控制參數(shù)選擇的一般原則(a)Kp越大越好，Tp適當(dāng)小一些；(b)τp越小越好，τp/Tp<0.3(c)盡可能將廣義對象的時(shí)間常數(shù)錯(cuò)開，即Tmax/Tmin越大越好。(d)考慮工藝操作的合理性，經(jīng)濟(jì)性等因素。實(shí)際生產(chǎn)過程中，廣義被控過程可近似看成由幾個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)而成。以三階為例相應(yīng)的臨界穩(wěn)定增益的大小完全取決于三個(gè)時(shí)間常數(shù)的相對比值可以證明：時(shí)間常數(shù)相差越大，臨界穩(wěn)定的增益則
6、越大，這對系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有利的。也就是說：在保持穩(wěn)定性相同的情況下，時(shí)間常數(shù)錯(cuò)開得越多，系統(tǒng)開環(huán)增益就允許增大得越多，因而對系統(tǒng)的控制質(zhì)量就越有利?？刂仆ǖ赖臅r(shí)間常數(shù)匹配高位槽干燥器鼓風(fēng)機(jī)蒸汽閥1過濾器風(fēng)管換熱器閥2閥3AB控制參數(shù)的選擇擾動(dòng)分析：f1(t)、f2(t)、f3(t)。對象特性：1、換熱器為雙容對象，T1=T2=100s。2、風(fēng)管到干燥器的純延遲時(shí)間τ＝3s?？刂茀?shù)選擇方案一以乳液流量為控制參數(shù)（操作量）時(shí)的系統(tǒng)框圖控制參數(shù)選擇方案一混合過程換熱器調(diào)節(jié)器風(fēng)管風(fēng)管調(diào)節(jié)閥干燥器干燥器干燥器測量變送以乳液流量為控制參數(shù)時(shí)控制
7、系統(tǒng)框圖這個(gè)控制方案的性能是最優(yōu)的！然而乳液流量是控制系統(tǒng)的生產(chǎn)負(fù)荷，由整個(gè)系統(tǒng)的期望產(chǎn)量確定。生產(chǎn)負(fù)荷通常不能作為控制參數(shù)！控制參數(shù)選擇方案二以冷風(fēng)流量為控制參數(shù)（操作量）時(shí)的系統(tǒng)框圖控制回路增加了一個(gè)純滯后環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)性能下降，但是該方案避免了工藝的不合理。由于系統(tǒng)的純滯后時(shí)間小，對系統(tǒng)性能影響不大。因此方案二是可行的方法！控制參數(shù)選擇方案二混合過程換熱器調(diào)節(jié)器風(fēng)管風(fēng)管調(diào)節(jié)閥干燥器干燥器干燥器測量變送控制參數(shù)選擇方案三以加熱蒸汽流量為控制參數(shù)（操作量）時(shí)的系統(tǒng)框圖高位槽干燥器鼓風(fēng)機(jī)蒸汽閥1過濾器風(fēng)管換熱器閥2閥3AB控制參數(shù)的選擇擾動(dòng)
8、分析：f1(t)、f2(t)、f3(t)。對象特性：1、換熱器為雙容對象，T1=T2=100s。2、風(fēng)管到干燥器的純延遲時(shí)間τ＝3s。這個(gè)控制方案的性能是最差的。根據(jù)以上分析方案二的控制參數(shù)選擇最合適！控制參數(shù)選擇方案三
