自动控制基础

1、目录,1. 自动控制的作用 2. 手动控制和自动控制 3. 控制方式 4. 控制动作 5. 最佳调整,1. 自动控制的效用,自动运行,节能,高品质,保持舒适条件,思考：自动控制的优点有哪些？,温度传感器,控制阀,人观察温度计测出的室温，与希望值相比较，判断打开还是关闭控制阀，然后用手操作阀门，使用蒸气流量产生变化。其结果是送风温度和室温将发生变化，然后再用眼睛观察温度计，并反复执行上述操作。,2.1 手动控制,所谓手动控制，即由人进行的控制（引用JISZ8116）,温度传感器T测出室温，由温度调节器将测定值与目标值相比较，输出控制阀的开关指令，由操作装置对控制阀进行操作，使用蒸气流量产生变化。

2、其结果是送风温度与室温均发生变化，并由温度传感器再次检测并自动重复上述动作。,所谓自动控制，即由控制设备自动进行的控制,温度调节器,控制阀,温度传感器,2.2 自动控制,根据反馈，将控制量与目标值相比较，执行修正动作，使二者达到一致的控制,3.1 反馈控制 feedback control,反馈,电动阀,蒸气,温度调节器 设定20,凝水器,取入新风,供气,根据外界干扰信息，在该外界干扰对控制系统出现影响以前，进行必要的调整动作的控制,3.2 前馈控制 feedforward control,PV,SP,调节装置,操作装置,控制对象,比较,电动阀,蒸气,送风,凝水器,温度调节器 设定2,取入新风

3、,4 控制动作的种类,比例动作 比例积分动作,调节器,双位动作,比例动作,浮位动作,比较控制输入与设定值，执行ON或OFF两个位置的控制输出。,4.1 双位动作 （on-off control action）,动作间隙 Differential,设定值,室内温度,空调机运行/停止,运行,运行,停止,停止,4.2 双位动作的室内温度控制效果,高,动作间隙 ,4.3 浮位动作 floating action,ON,OFF,偏差,中立带,浮位动作(又称为单速度动作)虽然也是开闭动作的一种，不同的是，它可处在不与任何接点闭合的中立带(neutral zone)(或称为不感带（dead zone）)。

4、有操作信号时，操作部朝全开或全闭方向按一定的速度移动。信号进入中立带时，操作部停在该瞬间位置,4.2 浮位动作的水箱水位控制效果,当操作信号动作信号超过某特定范围（死区）时，以一定的速度增减执行量,ON,OFF,按输入值成比例进行输出的控制动作： 输出与偏差成比例的操作信号,设定点（SP）,室内温度（）,控制阀开度（）,4.4 比例动作（proportional control action）,（全开）,75,（全闭）,24.5,23,0,25,100,24,4.5 比例带（proportional band）,控制阀开度（）,室内温度（）, SP（设定点）,=100,输出在0100之间变化所

5、需的输入变化幅度,控制阀开度（）,室内温度（）, SP（设定点）,4.6 正动作/逆动作（Direct/Reverse Action）,正动作（制冷动作）,逆动作（加热动作）,温度,目标值,時間,4.7偏差,偏差产生的原因是，控制对象中如果没有外界影响，以比例动作输出订正动作，消除当前值与设定值之间的差，应当变化为目标值；但是，无论何种控制均存在外界影响，在实际的动作中，比例控制通常是只要测量值不发生变化，控制阀开度就不变，所以与目标值之间就会产生乖离（偏差）。,如果与测量值对应的外界影响趋于稳定，则控制将停在未达到目标值的位置,积分动作的强度通常用积分时间T1表示。 P动作的输出与单独使用I动作时的输出达到相等所需的时间称为积分时间,温度输入,设定值,时间,偏差（Offset）,控制阀开度,4.8 PI动作,积分时间,温度调节器的输入,温度调节器的输出,时间,比例积分（PI）动作,积分（I）动作,比例（P）动作,4.9 P和PI动作的室内温度控制效果对比,目标值,温度,时间,比例(P)动作,比例积分(PI)动作,附录: 最佳调整 optimum setting,临界灵敏度法：首先只用P动作控制。(积分时间为无限大、微分时间为0使I动作、D动作无效。)先将比例带设为最大，然后渐渐缩小比例带宽(即渐渐提高比例灵敏度)通过闭路系统渐渐提高比例灵敏度时，一般情况下过程会