《过程控制与集散系统》课件-4.3 单回路控制系统设计步骤_第1页
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单回路控制系统设计步骤项目四：单水箱恒液位控制系统DesignStepsforSingle-loopControlSystems.课程名称：《过程控制与集散系统》引言课程回顾控制器的基本连续控制规律组合连续控制规律课程重点单回路控制系统作为工业生产中应用广泛的基础控制形式，是保障生产稳定的关键。01聚焦其设计核心流程02学习从对象分析到选型优化的完整流程03解决实际设计中变量选择、器件选型等关键问题01单回路控制系统概述02单回路控制系统的设计步骤03被控变量的选择原则04操纵变量的选择策略05检测变送环节的影响与处理06执行器的影响目

录一、单回路控制系统概述单回路控制系统又称简单控制系统，是指由一个被控对象、一个检测元件及变送器、一个控制器和一个执行器所构成的闭合系统（反馈控制系统）。结构简单易于分析设计投资少便于施工满足一般生产过程的控制要求二、单回路控制系统的设计步骤了解被控对象和控制目标选择传感器和执行器建立对象模型初步设计控制器样机测试设计更优的控制器改进过程否性能模拟(仿真)是否满足要求是三、被控变量的选择原则选择原则若被控变量信号无法直接获取，可选择与之有单值函数关系的间接参数作为被控变量。02被控变量最好能够直接测量获得，且滞后较小。01被控变量，必须是独立变量。03被控变量，必须考虑工艺合理性，以及目前仪表的现状能否满足要求。04四、操纵变量的选择策略操纵变量的选择考虑工艺合理性与生产的经济性考虑被控对象特性考虑工艺合理性与生产的经济性选择不影响生产所需的介质作为操纵变量四、操纵变量的选择策略操纵变量的选择考虑工艺合理性与生产的经济性考虑被控对象特性考虑被控对象特性控制通道的放大系数较大，时间常数较小，纯滞后时间越小越好；干扰通道的放大系数尽可能小，时间常数越大越好。五、检测变送环节的影响与处理纯滞后：由于检测元件安装位置会产生纯滞后正确选择安装检测点位置五、检测变送环节的影响与处理测量滞后：由于测量元件本身特性导致的滞后尽量选用快速测量元件在测量元件后引入微分作用传递滞后：信号传输导致的滞后缩短信号传递长度改用电信号增大输出功率将电气转换器靠近执行器采用基地式仪表六、执行器的影响执行器的影响执行器可以看作是被控对象的一部分，其动态特性相当于在被控对象中增加了一个容量滞后环节，当其时间常数较大时对于系统控制很不利。01按照生产过程的特点，选用气动、电动或液动执行器。02根据被控变量的大小选择控制阀的流通能力。03生产安全的角度选取控制阀的气开或气关形式。04从被控对象的特性、负荷的变化情况等选择控制阀的流量特性。课程小结设计虽简洁，却需要综合工艺、动态特性与工程实际综合设计。掌握这些设计方法，是构建稳定可靠控制系统的基础。单回路控制系统控制器、执行器、被控对象、检测变送环节。选择原则被控变量、操纵变量的选择原则。设计步骤掌握对象分析、器件选择、建模、控制器设计、仿真优化。检测变送环节检测变送环节和执行器的选型与滞后处理方法。课程小结DesignStep

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