自动化例题.ppt

1、例题,图A所示为一水箱的液位控制系统。试画出其方块图,指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量各是什么?简要叙述其工作过程,说明带有浮球及塞子的杠杆装置在系统中的功能。,图A 水箱液位控制系统,例题分析,解：方块图如图B所示。系统中水箱里水的液位为被控变量;进水流量为操纵变量;水箱为被控对象。带有浮球及塞子的杠杆装置在系统中起着测量与调节的功能。其工作过程如下：当水箱中的液位受到扰动变化后,使浮球上下移动,通过杠杆装置带动塞子移动,使进水量发生变化,从而克服扰动对液位的影响。例如由于扰动使液位上升时,浮球上升,带动塞子上移,减少了进水量,从而使液位下降。,1.判断： 自动控制系统可以根据预先规定

2、的步骤自动地对生产 设备进行某种周期性操作。自动开停车系统可以按照预先规定好 的步骤，将生产过程自动地投入运行或自动停车。在受到外界干 扰（扰动）的影响而偏离正常状态时，自动操纵系统能自动地控 制而回到规定的数值范围内。 （X）,2.在合成纤维锦纶生产中，熟化罐的温度是一个重要的参数，其期 望值是一已知的时间函数，则熟化罐的温度控制系统属于（ D ）。 A. 定值控制系统B. 随动控制系统 C. 正反馈控制系统 D. 程序控制系统,3.过渡过程结束时，被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值 之差叫做 余差 。,4.在调节系统的品质指标中，最大偏差与超调量在任何时候 都完全相等。（） 新稳定值等于

3、给定值时相等,某化学反应器工艺规定的操作温度为90010，考虑安全因素， 控制过程中温度偏离给定值不得超过80。现设计的温度定值控制 系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-19所示.试求该系 统过渡过程品质指标:最大偏差、超调量、衰减比和振荡周期,并回答 该控制系统能否满足题中所给出的工艺要求？,P16（*） (21),最大偏差A=950-900=50 超调量B=950-908=42 衰减比B:B= (950-908): (918-908)=42: 10=4.2 振荡周期T=45-9=36(min) 余差C= 908-900=8 限定范围900(2%)=18 ? 过渡时间(给定值为9

4、00)为47min 10 基本满足工艺要求,限定范围,化工仪表及自动化-3,练习: P33- 13 已知一个简单水槽,其截面积为0.5M2, 水槽中的液体由正位移泵 抽出,即流出流量是恒定的.如果在稳定的情况下, 输入流量突然 在原来的基础上增加了0.1m3/h, 试画出水槽液位h的变化曲线,t, h,化工仪表及自动化-3,练习:,已知一个对象特性是具有纯滞后的一阶特性,其时间常数为5,放大系数为10,纯滞后时间为2,试写出描述该对象特性的一阶微分方程式.,化工仪表及自动化-3,B,1,放大系数K在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输 入变化量之比。K越大，就表示对象的输入量有一定变化时，

5、 对输出量的影响越大，即被控变量对这个量的变化越灵敏。( v),2.容量滞后又叫纯滞后，是指对象在受到阶跃 输入作用x后，被控变量y开始变化很慢，后 来才逐渐加快，最后又变慢直至逐渐接近稳定值。(x),化工仪表及自动化-3,1.下列（ a ）不是描述对象特性的参数。 A.过渡时间B.时间常数 C.放大系数D.滞后时间,2.放大系数K是描述过程动态特性的参数。（ x ）,3.注意K,T, 的连贯性,协调性,4.练习: P33- 14,化工仪表及自动化-4,选择仪表:精度等级1.0级 校验仪表等级:精度等级1.5级,选择仪表:精度等级2.5级 校验仪表等级:精度等级4.0级,化工仪表及自动化-4,

6、该表的最大引用误差,为,所以,这块压力表合格.,练习: 一块2.5级刻度为0100Pa的压力表,发现在50 Pa处的误差最 大,为1.4 Pa,其它刻度处的误差均小于1.4 Pa,问这块压力表是否合格?,化工仪表及自动化-4,P47 例3 某台往复式压缩机的出口压力范围为2528MPa，测量误差不得 大于1MPa。工艺上要求就地观察，并能高低限报警， 试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。,化工仪表及自动化-4,P48 练习: 有一台空压机的缓冲罐，其工作压力变化范围为13.516 MPa ， 工艺要求最大测量误差为0.8 MPa，并可就地观察及高低限报警。 试选一合适的压力表（包括

7、测量范围、精度等级）,化工仪表及自动化-4,例 4P57转子流量计的指示值修正,化工仪表及自动化-4,例 5P58转子流量计的指示值修正,化工仪表及自动化-4,P102练习 37转子流量计的指示值修正,P68 注意: 为了解决测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、易凝固等 液体液位时引压管线被腐蚀、被堵塞的问题， 应使用在导压管入口处加隔离膜盒的法兰式差压变送器,仪表的测量误差可以用绝对误差来表示。但是， 仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。 因此，常说的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值max。 仪表的允越大，表示它的精确度越低； 反之，仪表的允越小，表示仪表的精确度越高。（v）,应

8、用静压原理检测物位,（a）无迁移 （b）负迁移 （c）正迁移,某压力变送器的测量范围：05000Pa，,固定差压 =2000Pa,化工仪表及自动化-4,P75注意: 1.如果组成热电偶回路的两种导体材料相同，则无论两接点温度 如何，闭合回路的总热电势为零； 2.如果热电偶两接点温度相同，尽管两导体材料不同， 闭合回路的总热电势也为零； 3.热电偶产生的热电势除了与两接点处的温度有关外，还与 热电极的材料有关。也就是说不同热电极材料制成的热电偶在 相同温度下产生的热电势是不同的,铂铑30-铂铑6热电偶（分度号为B）该种热电偶是60年代发展起来的一种典型的高温热电偶。 正极为含铑30%的铂铑合金（

9、BP）负极为含铑6%的铂铑合金（BN）,化工仪表及自动化-4,中间温度定律：E(t,t1) = E(t,0)- E(t1,0) E(t,0) =E(t,t1) + E(t1,0),例6 用镍铬-铜镍热电偶测量某加热炉的温度。 测得的热电势E（t，t1）66982V，而自由端 的温度t130，求被测的实际温度(t)。,解 由附录三可以查得 E （30 , 0）= 1801 V 则 E （t , 0）= E （t ,30 ）+ E （30 , 0） = 66982+ 1801 = 68783 V 再查附录三可以查得68783V对应的温度为900。,冷端温度的修正方法是把测得的热电势E(t,t1)，

10、加上热端为室温t1，冷端温度为0 的热电偶的热电势E(t1,0),化工仪表及自动化-4,电阻温度特性方程,练习: P103 67 用分度号Pt100铂电阻测温，在计算时错用了Cu100的分度表， 查得的温度为140 ，问实际温度为多少？,解 由附录七可以查得 140 的电阻为159.96 则 由附录五可以查对应的温度为157。,化工仪表及自动化-4,练习: P103 64 测温系统如图3-85所示. 请说出这是工业上用的哪种温度计?-,热电阻的三线制接法 P86图3-66 热电阻温度计,P84图3-63 热电偶温度计,化工仪表及自动化-4,练习: P103 64 测温系统如图3-85所示.请说

11、出这是工业上用的哪种温度计?已知热电偶为K,但错用与E配套的显示仪表，当仪表指示温度为160 时，计算实际温度tx为多少？,图3-85 测温系统图,中间温度定律： E(t,t1) = E(t,0)- E(t1,0)（附录三-E型热电偶） E(t,0) =E(t,t1) + E(t1,0),（附录四-K型热电偶）,（附录三-E型热电偶）,（附录四-K型热电偶）,化工仪表及自动化-4,某台具有线性关系的温度变送器，其测温范围为0200， 变送器的输出为420mA。对这台温度变送器进行校验，得到如下数据：,试根据以上校验数据计算各测试点正、反行程时 的绝对误差正和反和正反行程之差差， 并确定该仪表的

12、变差、准确度等级与线性度。,化工仪表及自动化-3,化工仪表及自动化-5,一次仪表 （检测仪表）Local instrument 安装在现场且直接与工艺介质相接触 eg. 弹簧管压力表 双金属温度计 二次仪表 (显示仪表) Display instrument, integrator 安装在控制室的仪表盘上,连续地显示 或记录生产过程中各参数的变化情况,化工仪表及自动化-5,例: 电极式液位自动控制装置 实际的双位控制特性作用：降低控制机构开关频率 延长运动部件使用寿命 被控变量液位等幅震荡,图4-4 具有中间区的双位控制过程,化工仪表及自动化-5,小结: 1.比例调节依据“偏差的大小”来动作,

13、它的输出与输入偏差的大小 成比例.比例调节及时,有力,但有余差.它用比例度来表示其作用的 强弱,比例度越小,调节作用越强,相反,比例度越大,调节作用就越弱; 比例作用太强时,会引起震荡.,化工仪表及自动化-5,比例控制规律是控制器的输出信号与它的输入信号 (给定值与测量值的偏差)成比例。 它的特点是控制及时，克服干扰能力强， 但在系统负荷变化后，控制结果有余差。 这种控制规律适用于对象控制通道滞后较小、负荷变化不大、 对控制要求不高的场合。,试述自动控制系统中常用的控制规律及其特点和应用场合。,化工仪表及自动化-5,比例积分控制规律是控制器的输出信号不仅与输入信号成比例， 而且与输入信号对时间

14、的积分成比例。 它的特点是能够消除余差， 但是积分控制作用比较缓慢、控制不及时。 这种控制规律适用于对象滞后较小、负荷变化不大、 控制结果不允许有余差存在的系统。,化工仪表及自动化-5,比例积分微分控制规律是在比例积分的基础上再加上微分作用， 微分作用是控制器的输出与输入的变化速度成比例， 它对克服对象的容量滞后有显著的效果。 这种控制规律适用于对象容量滞后较大、负荷变化大、 控制质量要求较高的系统。,积分时间愈_长_，积分作用愈弱。,2.对理想微分作用而言，假如偏差固定，即使数值很大， 微分作用也没有输出。（ ）,化工仪表及自动化-5,一台DDZ-型液位比例式控制器，其液位的控制范围为0.5

15、m 1.2m，比例度为40%。当液位为0.9m时，控制器的输出为5mA。 问液位变化到1.0m时，控制器的输出为多少? 解:由比例度的定义可求出相应的输出的变化数值为: p=(pmax-pmin)/(xmax-xmin)e (1/)= (10-0)/(1.2-0.5) (1.0-0.9)(100/40)=3.6mA 假定该控制器为正作用式控制器，那么当测量值增加时， 其输出应该是增加的，故液位为1.0m时，相应的输出信号应为8.6mA 。若是反作用式控制器，则相应的输出信号应为1.4mA 。,化工仪表及自动化-5,试分别写出（QDZ、）DDZ-、DDZ-型仪表的信号范围。 答:（QDZ仪表的信

16、号范围为20-100kpa气压信号；）DDZ-型仪表的信号制采用0-10mA DC作为现场传输信号，控制室内的联络信号为0-2V DC；DDZ-型仪表的信号制采用4-20mA DC作为现场传输信号，控制室内的联络信号为1-5V DC。,自动化控制仪表的信号通信 早期 DDZI，DDZII 采用010mA 目前 DDZIII ,采用420mA（国际标准）,国产电动单元组合仪表三代产品： 2060年代 DDZI型,电子管磁放大器 70年代 DDZII型,晶体管分立元件 80年代 DDZIII型, 线性集成防爆,化工仪表及自动化-5,一台DDZ-型温度比例控制器，测量范围为200-1200，当温度给

17、定值由 800变动到850时，其输出由12mA变化到16mA。试求该控制器的比例 度及放大系数。（该控制器是属于正作用还是反作用控制器，为什么?） 解:根据比例度的定义，并代入有关数据，可得比例度为:,=20% 由于是单元组合式仪表，输入到温度控制器的信号是由温度变送器来的420 mA DC信号，与输出信号一样，都是同一的标准信号，所以温度控制器的放大系 数与其比例度成倒数关系，故有:Kp=1/=1/20%=5 （该控制器当给定信号增加时，其输出信号也是增加的。由于给定信号与测量信号在进行比较时，是相减的运算，控制器的输入信号(偏差)等于测量信号减去给定信号，所以当给定信号增加时，控制器的偏差

18、信号是减小的，而这时输出信号反而增加，故该控制器属于反作用式控制器。）,化工仪表及自动化-5,一台具有比例积分控制规律的DDZ-型控制器，其比例度为80%，积分时间T1为1min。稳态时，输出为6mA。某瞬间，输入偏差突然增加了0.3mA，问其比例输出为多少?经过3min后，其输出将为多少? 解:由于比例度为80%，故比例放大系数Kp=1/=1.25。 输入变化了0.3mA，输出在比例作用下将变化0.3mA1.25=0.375mA。假定控制器为正作用式的，输出将在6mA的基础上增加0.375mA，故为6.375mA 。 由于积分时间为1min，故在积分作用下，每经过1min，输出将增加0.37

19、5mA。经过了3min后，在积分作用下，输出将增加的数值为30.375=1.125mA。所以，在经过3min后，由于比例作用与积分作用共同作用的结果，使输出共增加了0.375+1.125=1.5mA。由于稳态时为6mA，故经过3min后，输出将变为7.5mA (如果是反作用控制器，输出将变为 4.5mA)。,C 为控制器输出信号的变化范围与输入信号的变化范围之比，称为仪表系数-取C=1（0-10 mA）对应（0-10 mA）,化工仪表及自动化-5,一台具有比例积分控制规律的DDZ-控制器,其比例度为200%,稳态时输出为5mA。在某瞬间，输入突然变化了0.5mA，经过30s后，输出由5mA变为

20、6mA，试问该控制器的积分时间T1为多少? 解:由于比例度为200%，故比例放大系数为Kp=1/=0.5，输入变化了0.5mA，输出在比例作用下将变化0.5mA0.5=0.25mA，假设控制器为正作用式的，输出将在5mA的基础上增加0.25mA，故为5.25mA。 设积分时间为xs，故在积分作用下，每经过xs，输出将增加0.25mA，经过30s后，在积分作用下，输出将增加的数值为(30/x) 0.25=7.5/x mA，所以经过30s后，由于比例作用和积分作用共同作用的结果，使输出共增加了0.25+(7.5/x)mA，经过30s后输出为6mA，故0.25+(7.5/x)=6-5=1，所以x=1

21、0s，所以控制器的积分时间t=10s。,化工仪表及自动化-5,某台DDZ-型比例积分控制器，比例度为100%，积分时间为2分。稳态时，输出为5mA。某瞬间输入突然增加了0.2mA，试问经过5min后，输出将由5mA变化到多少？ 解:由题意得Kp=1/=1/1=1，输入变化了0.2mA，输出在比例作用下将变化0.2mA1=0.2mA，输出将在5mA基础上增加0.2mA，故为5.2mA，由于积分时间为2min，故每经过2min输出结果将增加0.2mA，经过 5min后，在积分作用下，输出将增加的数值为(5/2)0.2=0.5mA，所以在经过5min后，由于比例作用与积分作用共同作用下的结果，使输出

22、共增加了0.2+0.5=0.7mA，由于稳态时为5mA，故经过5min，输出将变为5.7mA 。,化工仪表及自动化-9,可编程序控制器,控制阀的理想流量特性,试推导直线理想流量特性的数学关系式。,直线理想流量特性指的是指控制阀的 相对流量与相对开度成直线关系，即有,积分,可得,(6-2) p143,(6-3) p143,化工仪表及自动化-10,第五章 执行器,控制阀的理想流量特性,积分,可得,试推导等百分比（对数）理想流量特性的数学关系式。,等百分比流量特性是指单位相对行程变化所引起的 相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。即有：,(6-6) p144,化工仪表及自动化-10,练习,图中四条

23、曲线分别表示调节阀的四种理想流量特性， 其中曲线（ ）表示快开流量特性。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4,化工仪表及自动化-10,常用的控制阀的流量特性可分为： 、 、 、 等,练习: 已知阀的最大流量Qmax =50m3/h, 可调范围R=30 1.计算其最小流量Qmin, 并说明Qmin是否就是阀的泄露量. 2.若阀的流量特性为直线流量特性,计算在理想情况下阀的相对行 程l/L为0.2及0.8时的流量值Q. 3.若阀的流量特性为等百分比流量特性,计算在理想情况下阀的 相对行程l/L为0.2及0.8时的流量值Q.,Qmax /Qmax =R, 可调范围或可调比,化工仪表及自动化-10

24、,练习:,假定A、B两只气开式调节阀的最大流通能力分别为,，其可调范围为,当阀A和阀B构成并联分程调节系统时，两调节阀的等效可调范围是 （ D ）。 A. 33B. 30 C. 330 D. 27.3,P146 串,并联管道都会使控制阀的可调范围降低,并联管道尤为严重,在实际生产中，控制阀前后压差总是变化的， 这时的流量特性称为工作流量特性。 控制阀一般都装有旁路，以便手动操作和维护。当生产量 提高或控制阀选小了时，只好将旁路阀打开一些，此时控 制阀的理想流量特性就改变成为工作特性。,工作流量特性,控制阀选择,练习 P151 6-6 P152 6-11 气动执行器的气开式与气关式,（a）气关

25、（b）气开 （c）气开 （d）气关 图5-19 气开、气关阀示意图,气开阀是指输入气压信号p0.02Mpa时，控制阀开始打开，也就是说“有气”时阀打开。当输入气压信号p=0.1Mpa时，控制阀全开。,气关阀是指输入气压信号p0.02Mpa时，控制阀开始关闭，也就是说“有气”时阀关闭。当p=0.1Mpa时，控制阀全关。 通气时阀杆向下 运动正作用,阀芯向下，流通面 积减少正作用,化工仪表及自动化-11,温度控制系统,TT温度变送器 TC温度控制器,T （在前，被测变量） 温度 T （在后，功能） 传送 C 控制 PI-206 蒸汽压力指示仪表 FR-212 流量记录仪表 TRC-210 温度记录

26、控制仪表 LICA-202 具有指示、报警功能的液位控制器 P9 表1-2,练习简单控制系统中字母代号含义？,第六章 简单控制系统,化工仪表及自动化-11,精馏过程示意图固定压力，选择温度作为被控变量？,苯-甲苯溶液的T-x图,苯-甲苯溶液的p-x图,%,%,温度,压力,）单值对应关系苯、甲苯二元系统 ）工艺合理性恒定保证塔的效率和经济性 ）足够灵敏,（温度天然存在变化）,化工仪表及自动化-7,被控变量的的选择的一般原则是： (1)被控变量应能代表一定的工艺操作指标或 是反映工艺操作状态的重要变量； (2)被控变量应是工艺生产过程中经常变化， 因而需要频繁加以控制的变量； (3)被控变量应尽可

27、能选择工艺生产过程的直接控制指标，当无法获得 直接控制指标信号，或其测量或传送滞后很大时，可选择与 直接控制指标有单值对应关系的间接控制指标; (4)被控变量应是能测量的，并具有较大灵敏度的变量； (5)被控变量应是独立可控的； (6)应考虑工艺的合理性与经济性。,温度控制系统,冷流体,载热体,换热器,TT温度变送器 TC温度控制器,换热器被控对象,温度被控变量,操纵变量,载热体流量操纵变量,化工仪表及自动化-7,操纵变量的选择原则是 (1)操纵变量应是工艺上允许加以控制的可控变量; (2)操纵变量应是对被控变量影响诸因素中比较灵敏的变量，即控制 通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞

28、后时间要尽量小 (3)操纵变量的选择还应考虑工艺的合理性和生产的经济性。,化工仪表及自动化-11,1测量元件的时间常数越小，测量滞后现象愈加显著。控制系统中的测量元件时间常数不能太大，最好选用惰性小的快速测量元件。当测量元件的时间常数Tm大于对象时间常数的110时，对系统的控制质量影响不大。(x),练习判断,2在一个安装好的控制系统中，对象的作用方向由工艺机理可以确定，执行器的作用方向由工艺安全条件可以选定，而控制器的作用方向要根据对象及执行器的作用方向来确定，以使整个控制系统构成负反馈的闭环系统。(v),3.在一个自动控制系统投运时，控制器的参数必须整定，才能获得满意的控制质量。同时，在生产

29、进行的过程中，如果工艺操作条件改变，或负荷有很大变化，被控对象的特性就要改变，因此，控制器的参数必须重新整定。(v),4.确定调节阀的气开气关作用的依据是生产的安全性（ ）。,化工仪表及自动化-7,加热炉出口温度控制与正反作用,化工仪表及自动化-7,液位控制-正反作用,化工仪表及自动化-7,练习?,温度控制系统如图所示，当物料为温度过高时易结焦或分解的介质， 调节介质为待加热的软化水时，调节阀和调节器的作用形式为（ b ）。 A气关调节阀，正作用调节器 B气开调节阀，反作用调节器操纵变量,被控变量（对象正作用） C气开调节阀，正作用调节器 D气关调节阀，反作用调节器,P162,化工仪表及自动化

30、-9,P168-169,练习,13.试确定图6-25所示系统中控制阀的气开、气关型式和控制器 的正、反作用(图6-25(b)为冷却器出口物料温度控制系统，要求物料温度不能太低，否则容易结晶)。,化工仪表及自动化-9,P168,练习,答:由于被冷却物科温度不能太低，当控制阀膜头上气源突然 中断时，应使冷剂阀处于关闭状态，以避免大量冷剂流入冷却器， 所以应选择气开阀型式。 当冷剂流量增大时，被冷却物料出口温度是下降的， 故该对象为“-”作用方向的，而气开阀是“十”作用方向的， 为使整个系统能起负反馈作用，故该系统中控制器应选“+”作用的。 当出口温度增加时，控制器的输出增加，使控制阀开大， 增加冷

31、剂流量，从而自动地使出口温度下降，起到负反馈的作用。,化工仪表及自动化-8,1,由于副回路控制通道长，时间常数大，所以当干扰进入回路时，可以获得比单回路控制系统超前的控制作用，有效地克服燃料油压力或热值变化对原料油出口温度的影响，从而大大提高了控制质量。(x),第七章 复杂控制系统,2,在串级控制系统中，由于引入一个闭合的副回路，不仅能迅速克服作用于副回路的干扰，而且对作用于主对象上的干扰也能加速克服过程。副回路具有后调、细调、慢调的特点；主回路具有先调、粗调、快调的特点，并对于副回路没有完全克服掉的干扰影响能彻底加以克服。因此，在串级控制系统中，由于主、副回路相互配合、相互补充，充分发挥了控

32、制作用，大大提高了控制质量。(x),3,串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很小、干扰作用强而频繁、负荷变化小、对控制质量要求较高的场合。(x),化工仪表及自动化-8,串级控制系统的主要特点为：p172 (1)在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统 (2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量 (3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响(4)系统对负荷改变时有一定的自适应能力 串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合,化工仪表及自动化-8,4

33、.在选择副变量时，应注意使主、副对象的时间常数之比大于10，以减少主、副回路的动态联系，避免“共振”。当然，也不能盲目追求减小副对象的时间常数，否则可能使副回路包围的干扰太少，使系统抗干扰能力反而减弱了。(x),5.串级控制系统中, 主回路是一个定值控制系统 副回路是一个随动控制系统,聚合釜温度控制系统,温度-流量串级控制系统,p199 -5 图7-44所示为聚合釜温度控制系统。试问 （1）这是一个什么类型的控制系统？试画出它的方块图；,TC,执行器,冷却水,温度对象,聚合釜温度,干扰 F 1,给定值,-,测量变送,-,测量变送,C,流量对象,干扰 F 2,控制阀应为气关型式(“反”作用)阀开

34、危害小（防止温度过高）,（2）如果聚合釜的温度不允许过高，否则容易发生事故，控制阀应为气关型式?气开型式?,（3）确定主副控制器的正反作用？ 执行器控制阀应为气关型式“反”方向 副对象控制阀开度增大，流量增大（副变量就是操纵变量 本身！） 正作用 副控制器FC正作用（与简单控制系统一致！）,冷却水流量增大时，需要关小控制阀 聚合釜温度增大时，需要开大控制阀 主控制器正作用（P178主副变量与控制阀动作方向）,（5）如果冷却水的温度是经常波动的，上述系统应如何改进？,化工仪表及自动化-8,串级控制系统典型方块图p199 -5,化工仪表及自动化-8,（6）如果选择夹套内的水温作为副变量构成串级控制

35、系统， 试画出它的方块图，并确定主、副控制器的正反作用。,化工仪表及自动化-8,T1C,执行器,夹套 水温,温度对象,聚合釜温度,干扰 F 1,给定值,-,1测量变送,-,T2测量变送,T2C,温度对象,干扰 F 2,串级均匀控制系统方块图p200 -910,化工仪表及自动化-8,图7-45是串级均匀控制系统示意图，试画出该系统的方块图， 并分析这个方案与普通串级控制系统的异同点。,串级均匀控制系统方块图p200 -910,LC,执行器,给水流量,液位对象,干扰 F 1,给定值,-,测量变送,-,测量变送,C,流量对象,干扰 F 2,化工仪表及自动化-8,串级均匀控制系统本质协调液位和流量两个

36、变量的关系,化工仪表及自动化-11,第八章 新型控制系统,20世纪40年代开始形成的控制理论被称为经典控制 理论。经典控制理论对 线性定常对象、单输入单输 出等简单对象极为有效。其中最辉煌的成果之 一就 是PID控制规律。 PID控制规律具有控制原理简单、易于实现等诸多 优点 （对于大型、复杂、 多变量、各变量之间相互关联，具有非线性 和时变 性的工业过程来说，经典控制理论就有了其局限性） 在20世纪60年代发展起来的现代控制理论， 以状态空间法为基础，对多输入-多输出 等多 线性系统进行了透彻的研究，并在航天、航 空、制导等领域取得了辉煌的成果 （但由于世纪的工业过程场具有非线性、时变 性和

37、不确定性，且大多数工业过程 十分复杂， 难以建立精确的数学模型，所以现代控制理 论在工业控制中的应用收效甚少） 为解决经典控制理论及现代控制理论所碰到的难题， 以及实现大规模复杂工业生产过程的 最优控制，从 20世纪70年代开始， 人们除了加强对生产过程建模、 系统辨识、自适应控制、鲁棒控制等，还相继形成和 发展了智能 控制、模糊控制、人工神经元网络控制、专家系统 等新的控制理论和技术,1.预测控制的预测和优化模式是对传统最优控制的修正，它使建模 简化，并考虑了不确定性及其他复杂性因素。预测控制对数学模 型要求不高且模型的形式多样化，能直接处理具有纯滞后的过程， 具有良好的跟踪性能和较强的抗扰动能力，对模型误差具有较强 的鲁棒性。 鲁棒控制Roubust Control-Powerful (v) p204,化工仪表及自动化-11,第九章 计算机控制系统,计算机控制系统的发展过程：（1959TRWTRW300） （汤普森拉莫伍尔德里奇公司 世界50