第五章第五节执行机构

第五节执行机构 一 气动执行机构二 电动执行机构三 电动和气动仪表组合 将调解器输出的气动控制信号转换为机械位移1 气动薄膜调节阀图5 68所示2 带阀门定位器的气动薄膜调节阀图5 69所示 一 气动执行机构 1 气动薄膜调节阀优点 结构简单 尺寸小缺点 阀杆推力小 线性度不高 有滞后现象 图5 68 2 阀门定位器 阀门定位器是气动执行器的常用配套仪表 可用来提高阀门位置的线性度 克服阀杆的摩擦力和消除调节阀不平衡力的影响 从而保证阀门位置与调节器来的20 100KPa的气压信号成比例关系 实现正确定位 阀门定位器既可配合气动薄膜调节阀 也可配合气动活塞调节阀 2 阀门定位器 比例调节器 1 工作过程2 优点 作用力大 动作精度高3 如何调节行程 调节反馈强度4 阀门定位器的作用 消除阀杆引起的滞后现象5 手动 自动转换 手轮8调整阀的开度 图5 69 测量气室 喷嘴挡板机构 比例旋钮 根据调节阀种类的不同 可分为直行程式 角行程式 二 电动执行机构 1 基本结构和工作原理 图5 70电动执行机构的结构原理框图 2 伺服放大器 前置放大器 触发器 可控硅交流开关 图5 71伺服放大器组成示意图 3 执行单元 由伺服电机 机械减速器 位置发送器三部分组成 由伺服电机 机械减速器和位置发生器三部分组成 1 伺服电机两相电容异步伺服电机2 减速器交流伺服电机转速高 扭矩小 因此必须减速才能获得较大的扭矩 减速的方法 行星轮式和蜗轮蜗杆式 前者体积小 传动效率高 承载能力大 应用更为广泛 3 位置发送器差动变压器 图5 72伺服电机的结构原理图 1 伺服电机 图5 73执行机构的位置反馈原理图 3 位置发送器 电动和气动仪表组合 图5 74电动和气动仪表组合 1 气动调节器 阀门定位器 气动执行机构2 电动调节器 电动执行机构3 气动调节器 气 电转换器 电动执行机构4 电动调节器 电 气阀门定位器 气动执行机构 第六节反馈控制系统的参数调整 一 1 经验法经验法又叫现场凑试法 即先确定一个调节器的参数值PB和Ti通过改变给定值对控制系统施加一个扰动 现场观察判断控制曲线形状 若曲线不够理想 可改变PB或Ti 再画控制过程曲线 经反复凑试直到控制系统符合动态过程品质要求为止 这时的PB和Ti就是最佳值 如果调节器是PID三作用式的 那么要在整定好PB和Ti的基础上加进微分作用 由于微分作用有抵制偏差变化的能力 所以确定一个Td 值后 可把整定好的PB和Ti值减小一点再进行现场凑时 直到PB Ti和Td取得最佳值为止 显然用经验法整定的参数试 直到PB Ti和Td取得最佳值为止 显然用经验法整定的参数是准确的 但花时间较多 表3 4 1衰减曲线法经验公式表 2 衰减曲线法衰减曲线法是以4 1的衰减比作为整定要求的 先切除调节器的积分和微发作用 用凑试法整定纯比例控制作用的比例带PB 比同时凑试两个或三个参数要简单得多 使之符合4 1衰减比的要求 记下此时的比例带PBS 和振荡周期Ts 如果加进积分和微分作用 可按表3 4 1给出的经验公式进行计算 若按这种方式整定的参数在运行过程中 其动态过程曲线还不够理想 再根据曲线形状 对整定的参数作适当的调整 对有些控制对象 控制过程进行较快 难以从记录曲线上找出衰减比 这时 只要被控量波动2次就能达到稳定状态 可近似认为是4 1的衰减过程 其波动一次时间即为Ts 3 临界比例带法用临界比例带法整定调节器参数时 先要切除积分和微分作用 让控制系统以较大的比例带 在纯比例控制作用下运行 然后逐渐减小PB 每减小一次都要认真观察过程曲线 直到达到等幅振荡时 记下此时的比例带PBK 称为临界比例带 和波动周期TK 然后按表3 4 2给出的经验公式求出调节器的参数值 按该表算出的参数值后 要把比例带放在比计算值稍大一点的值上 把Ti和Td放在计算值上 进行现场运行观察 如果比例带可以减小 再将PB放在计算值上 表3 4 2临界比例带法经验公式表 这种方法简单 应用比较广泛 但对PBK很小的控制系统不适用 对被控参数不允许震荡的系统也不适用 4 反应曲线法前三种整定调节器参数的方法 都是在预先不知道控制对象特性的情况下进行的 如果知道控制对象的特性参数 即时间常数T 时间迟延 和放