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第四章简单控制系统 返回 第一节控制系统组成控制系统的框图控制系统由被控对象 检测变送 控制器和执行器等组成 说明几点 简单控制系统有两个通道 控制通道和扰动通道 框图中的各个信号都是增量 图中的箭头表示信号的流向 并非物流或能流的方向 各环节的增益有正 有负 当该环节的输入增加时 其输出增加 则该环节的增益为正 反之 如果输出减小则增益为负 控制系统运行的重要准则 控制器正反作用的设置 返回 加热系统对象放大倍数为正采用气开阀放大倍数为正检测变送器放大倍数为正控制器应选放大倍数为正即反作用冷却系统对象放大倍数为负采用气开阀放大倍数为正检测变送器放大倍数为正控制器应选放大倍数为负即正作用 第二节过程特性及动态模型建立一 过程特性类型 T 0 3为大纯滞后过程 此时常规的控制系统难以奏效 被控变量和操纵变量的选择 深入了解工艺过程 选择能够反映工艺过程的被控变量 尽量选用易于测量且关系简单的直接质量指标作为被控变量 操纵变量的选择原则 选择对被控变量影响较大的操纵变量 即Ko尽量大 选择对被控变量有较快响应的操纵变量 控制阀气开 气关形式的选择 PID控制作用 比例作用P是基本控制作用 输出与输入无相位差 Kc越大控制作用越强 随着Kc的增加 比例度 减小 余差下降 最大偏差减小 但稳定性变差 比例作用P引入积分作用I后 可以消除余差 但是幅值增加 相位滞后 使稳定性裕度下降 为保持同样稳定性裕度 Kc应减少10 20 比例度 应增加10 20 积分时间Ti越短 积分作用越强 Ti趋向无穷大时无积分作用 应防积分饱和 PID控制作用 比例作用P引入适当微分作用D后 幅值增加 相位超前 使稳定性裕度提高 为保持同样稳定性裕度 Kc应增加10 20 比例度 应减少10 20 微分作用D可以克服容滞后 但对时滞毫无作用 微分时间Td越大 微分作用越强 Td 0无微分作用 控制器参数经验数据 流量 对象时间常数小 参数有波动 要大40 100 Ti要短0 3 1min 不用微分 温度 对象容量滞后较大 即参数受干扰后变化迟缓 应小20 60 Ti要长3 10min 一般需加微分Td 0 5 3min压力 对象的容量滞后不算大 一般不加微分 30 70 Ti 0 4 3min液位 对象时间常数范围较大 要求不高时 可在一定范围内选取 一般不用微分 20 80 控制器参数的经验整定法 返回 运用PID算法时要注意积分饱和现象 返回 示例 安全放空系统 控制器参数的半经验整定法 返回 如何设计一个控制系统 工艺要求 烟叶与香料按100 1混合 加料后烟叶的出口温度控制在70摄氏度 系统描述 A 加料机入口传送带 由电机M1控制其传送 B 加料机滚筒 由电机M2控制其转动 C 加料机出口传送带 由电机M3控制其传送 D 香料泵 由电机M4控制其转动 且其转速可调 E 香料入口电磁阀 只有开 关两个状态 F 蒸汽入口阀
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