关 键 词：

过程 进程 控制系统 中文

资源描述：

过程控制系统【中文1688字】,过程,进程,控制系统,中文

内容简介：

1【中文 1688 字】过程控制系统过程控制系统通常是一个调节器。然而一个复杂的过程控制系统可能包含好几个被称为伺服机构的装置。我们将讨论的系统有几个输入,其中某些输入称为控制量，,因为这些量是可以人为地控制的，而另外一些输入称为外部扰动,它们是非常难以预测.在这些情况下、控制问题的一个方面在于确定如何处理控制量以便抵制外部干扰对系统状态的影响,解决这种问题的一个可能的办法是不断的测量扰动量，根据这个测量值和已知系统的方程确定的应有的控制输入量,以便对系统状态进行合适的控制。.现在考虑一个典型过程控制系统的例子。该系统包括：测量值-输出 o 、设定值-输入 i、偏差-负误差(-= o- i)、变送器-误差检测器、控制器、气压电机控制阀-输出元件、过程-负载。这些任务几乎总是用标准的和现成的控制器（调节器）来实现的，控制器可能是电子的或是气动的，它们有设定点的 yr手动或遥控的输入装置，通常包括一个能连续绘制图形 y 的纪录仪。最简单的形式中，这样一个控制器只有比例控制作用：控制器中的功率放大器产生一个正比于误差的信号，用它来驱动例如流量调节阀门的执行元件。更精密的控制器包括能给出比例加微分(PD)，比例加积分(PI)，或者比例加积分加微分(PID)控制作用的校正网络。PID 也叫做“三项”控制器，可用式描述： 0()()tpdieutktkd其中 u 是控制器的输出，e=y r-y 是误差信号，其理想传函为 ()icpdhss当然，实际上这是不能完全得到的，我们已解释过对信号进行微分的困难性。在电子控制器中，正比于误差信号的微分项通常由超前网络近似产生；在气动装置中，积分和微分都是由无源的滞后与超前网络产生。图 1 是一个典型的气动 PID 控制器的方框图。 2当然，实际上这是不能完全得到的，我们已解释过对信号进行微分的困难性。在电子控制器中，正比于误差信号的微分项通常由超前网络近似产生；在气动装置中，积分和微分都是由无源的滞后与超前网络产生。图 1 是一个典型的气动 PID 控制器的方框图。图 1 气动 PID 控制器方块图图 2 是对开环控制系统的一般性表示。输入变量或控制作用 u(t)是根据本系统的目标以及所有获得的先验知识而选定的。输入变量决不会受到 y(t)所表示的系统输出变量的影响。如果有不期望的扰动作用在开环系统上，或者如果其行为不能完全掌握的话，则该系统的输出就不会完全如预期般动作。图 2 开环控制系统另一类常见的控制系统是闭环或反馈控制系统，如图 3 所示。闭环控制系统中，控制作用 u(t)被以某种方式由与系统输出行为有关的信息所校正。一个反馈系统经常能更好地应付不期望的扰动作用以及系统动态性能的不确定性。然而，闭环控制不一定总是优于开环控制。当输出的测量误差足够大或不期望的扰动无关紧要时，闭环控制的性能就会比开环控制的差。在这些情况下，控制问题的一个方面在与确定如何处理控制量以便抵消外部对系统状态的影响。解决这个问题的一种可能的方法是不断地测量扰动量，根据该测量值和已知的系统方程式，定出应有的控制输入量(用时间函数表示)，以便对系统状态进行合适的控制。另一种不同的方法是组成反馈系统，即不是直接测量扰动量，然后从模型或系 3统方程组去计算扰动对系统的影响。而是将系统状态的直接的连续的测量值与表示其“希望值”信号相比较，由此产生一个误差信号，再利用误差信号产生系统的输入，而该输入又使误差尽可能的接近于零。这两种基本控制系统结构如图 4 所示。图 3 闭环控制系统图 4 (a)开环控制策略 (b)闭环控制策略如果有一个系统对于参考输入或扰动输入的响应不能满足稳态无差性能的话，那么只有在系统的回路加入需要的积分器，而没有其他的方法可以选择。有好几种用模拟装置(不同于数字的)实现变量对时间积分的方法。最普通的积分装置可能是电子模拟计算机中的基本积分电路，它是由具有输入电阻和反馈电容的运算放大器组成的。随着集成电路的发展，这种装置已非常小型化，而且采用机械位移的系统 4便宜得多。由于电压便于传输、比较、放大和综合，在许多工业控制中，一般均采用电信号，因此电子积分器是很容易