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过程控制系统电子教案01

过程控制系统电子教案01
过程控制系统电子教案01

1.1 过程控制的要求与任务

过程控制(Process Control)是指石油、化工、电力、冶金、轻工等工业部门以连续性物流为主要特征的生产过程的自动控制。

过程控制的任务:

在充分了解生产过程的工艺流程和动静态特性的基础上,应用控制理论对系统进行分析与综合,以生产过程中物流变化信息量作为被控量,选用适宜的技术手段和自动化装置,达到优质、高产、低耗的控制目标。

过程控制的目标:

安全性越限、事过程控制的目标

故报警;连锁保护;故障预测与诊断;容错

稳定性抑制干扰、保持生产过程的稳定运行

经济性低成本、高效益、少能耗

1.2.1 系统组成

电加热器加热水产生一定压力的水蒸汽,并通过上部的输汽管供给用户或下一个工序,为了及时补充因蒸发而不断减少的锅炉水量,在锅炉下部用水泵连续地加入冷水。

由电加热炉控制系统可知,过程控制系统由以下几部分组成:

1.被控过程(或对象);

2.用于生产过程参数检测的检测与变送仪表;

3.控制器;

4.执行机构;

5.报警、保护和连锁等其它部件。

1.2.2 过程控制系统特点

1. 被控过程的多样性

石油化工过程、钢铁生产中的冶炼过程……

被控量的多样性:压力温度流量液位……

不同于运动控制系统。

2. 控制方案的多样性

系统硬件:调节仪表、控制器、执行机构(调节阀)、检测与变送仪表

控制算法:PID控制、复杂控制、先进控制、智能控制等

控制方案结构:单变量控制系统、多变量控制系统、单回路控制、多

回路控制

3. 被控过程属慢过程、多参数控制

连续工业过程大惯性和大滞后决定了被控过程为慢过程

被控量有压力、流量、液位、温度、成分等多个

4. 定值控制

被控参数的设定值为一个定值,减小或消除外界干扰,使被控量尽量保

持接近或等于设定值。

基本要求:稳定性、准确性和快速性

定值控制系统在于恒定,要求克服干扰,使系统的被控参数能稳、准、快地保持接近或等于设定值。

随动(伺服)控制系统的主要目标是跟踪,即稳、准、快地跟踪设定值。

1.衰减比和衰减率

衰减比等于两个相邻同向波峰值之比。衡量振荡过程衰减程度的指标。

2.最大动态偏差和超调量

最大动态偏差是指在阶跃响应中,被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量,表现在过渡过程开始的第一个波峰(y1)。

最大动态偏差是衡量过程控制系统动态准确性的指标。

超调量为最大动态偏差占被控量稳态值的百分比。

3.余差

余差是指过渡过程结束后,被控量新的稳态值与设定值的差值。余差是过程控制系统稳态准确性的衡量指标。

4.调节时间ts 和振荡频率β

调节时间ts 是从过渡过程开始到结束的时间。理论上应该为无限长。一般认为当被控量进入其稳态值的范围内所需时间就是调节时间.

调节时间是过程控制系统快速性的指标。

控制系统的单项品质指标小结

? 稳定性 衰减比n = 4:1~10:1最佳

? 准确性 余差C 小好

? 最大偏差 A 小好

? 快速性 过渡时间 Ts 短好

振荡周期 T 短好

31

y y =η)()(∞-=∞y r e

1.4 过程控制的发展与趋势

随着过程控制技术应用范围的扩大和应用层次的深入,以及控制理论与技术的进步和自动化仪表技术的发展,过程控制技术经历了一个由简单到复杂,从低级到高级并日趋完善的过程。

1.4.1 过程控制装置的进展

从系统结构来看,过程控制系统的发展大致经历了以下四个阶段。

1.基地式控制阶段(初级阶段)

20世纪50年代,生产过程自动化主要是凭生产实践经验,局限于一般的控制元件及机电式控制仪器,采用比较笨重的基地式仪表(如自力式温度控制器、就地式液位控制器等),实现生产设备就地分散的局部自动控制。在设备与设备之间或同一设备中的不同控制系统之间,没有或很少有联系,其功能往往限于单回路控制。过程控制的目的主要是几种热工参数(如温度、压力、流量及液位)的定值控制,以保证产品质量和产量的稳定。时至今日,这类控制系统仍没有被淘汰,而且还有了新的发展,但所占的比重大为减少。

2.单元组合仪表自动化阶段

20世纪60年代出现了单元组合仪表组成的控制系统,单元组合仪表有电动和气动两大类。所谓单元组合,就是把自动控制系统仪表按功能分成若干单元,依据实际控制系统结构的需要进行适当的组合。因此单元组合仪表使用方便、灵活。单元组合仪表之间用标准统一信号联系。气动仪表(QDZ系列)信号为0.02~0.1MPa气压信号。电动仪表信号为0~10mA直流电流信号(DDZ-II系列)和4~20 mA直流电流信号(DDZ-III系列)。

随着仪表工业的迅速发展,对过程控制对象特性的认识、对仪表及控制系统的设计计算方法等都有了较快的进展。但从设计构思来看,单元组合仪表过程控制仍处于各控制系统互不关联或关联甚少的定值控制范畴,只是控制的品质有较大的提高。单元组合仪表已延续50多年,目前国内外还广泛应用,特别是随着单片机技术的发展,出现了很多型号的数显仪表,数显仪表的标准信号既可以为4~20 mA直流电流,也可以为1~5V直流电压。

3.计算机控制的初级阶段

20世纪70年代出现了计算机控制系统,最初是采用单台计算机的直接数字控制系统(DDC)实现集中控制,代替常规的控制仪表。但由于集中控制的固有

缺陷,未能普及与推广就被集散控制系统(DCS)所替代。DCS在硬件上将控制回路分散化,数据显示、实时监督等功能集中化,有利于安全平稳生产。

4.综合自动化阶段

20世纪80年代以后出现二级优化控制,在DCS的基础上实现先进控制和优化控制。在硬件上采用上位机和DCS(或电动单元组合仪表)相结合,构成二级计算机优化控制。随着计算机及网络技术的发展,DCS出现了开放式系统,实现多层次计算机网络构成的管控一体化系统(CIPS)。同时,以现场总线为标准,实现以微处理器为基础的现场仪表与控制系统之间进行全数字化、双向和多站通信的现场总线网络控制系统(FCS)。FCS将对控制系统结构带来革命性变革,开辟控制系统的新纪元。

“计算机集成”指出了它的组成特征,“过程系统”指明了它的工作对象,正好与计算机集成制造系统(CIMS)相对应,有人也称之为过程工业的CIMS。可以认为,综合自动化是当代工业自动化的主要潮流。它以整体优化为目标,以计算机为主要技术工具,以生产过程的管理和控制的自动化为主要内容,将各个自动化综合集成为一个整体的系统。

1.5.2 过程控制策略的进展

几十年来,过程控制策略与算法出现了三种类型:简单控制、复杂控制和先进控制。

通常将单回路PID控制称为简单控制,它一直是过程控制的主要手段。PID 控制以经典控制理论为基础,主要用频域方法对控制系统进行分析设计与综合。目前,PID控制仍然得到广泛应用。在许多DCS和PLC系统中,均设有PID控制算法软件,或PID控制模块。

从20世纪50年代开始,过程控制界逐渐发展了串级控制、前馈控制、Smith 预估控制、比值控制、均匀控制、选择性控制和多变量解耦控制等策略与算法,称之为复杂控制。它们在很大程度上满足了复杂过程工业的一些特殊控制要求。它们仍然以经典控制理论为基础,但是结构与应用上各有特色,而且目前仍在继续改进与发展。

从20世纪80年代开始,在现代控制理论和人工智能发展的理论基础上,针对工业过程本身的非线性、时变性、耦合性和不确定性等特性,提出了许多行之有效的解决方法,如推理控制、预测控制、自适应控制、模糊控制和神经网络控制等,常统称为先进过程控制。近十年来,以专家系统、模糊逻辑、神经网络和遗传算法为主要方法的基于知识的智能处理方法已经成为过程控制的一种重要技术。先进控制方法可以有效地解决那些采用常规控制效果差,甚至无法控制的复杂工业过程的控制问题。实践证明,先进控制方法能取得更高的控制品质和更大的经济效益,具有广阔的发展前景。

【VIP专享】运动控制系统课程设计报告

《运动控制系统》课程设计报告 时间 2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博 __ 学号 41151093 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______

摘 要 本课程设计从直流电动机原理入手,建立V-M双闭环直流调速系统,设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构,其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电,触发器采用KJ004触发电路,系统无静差;符合电流超调量σi≤5%;空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能,且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词:双闭环;直流调速;无静差;仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words:double closed loop;DC speed control system;without the static poor;simulation

过程控制工程课程设计

过程控制工程 课程设计任务书 设计名称:扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间:2006.2.20~2006.3.10 姓名:毛磊 班级:自动化0201 学号:05号 南京工业大学自动化学院 2006年3月

1.课程设计内容: 学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后,在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上,针对扬子烯烃厂丁二烯装置,设计一个复杂控制系统(至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路),并利用组态软件进行动态仿真设计,调节系统控制参数,使控制系统达到要求的控制效果。 1)独立完成设计任务,每个人根据下厂具体实习装置,确定自己的课程设 计题目,每1-3人/组; 2)选用一种组态软件(例如:采用力控组态软件)绘制系统工艺流程图; 3)绘制控制系统原有的控制回路; 4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求,选择被控对象模型,利用组态软 件,对控制系统进行组态; 5)改进原有的控制回路,增加1-2个复杂回路,并进行组态; 6)调节控制参数,使性能指标达到要求; 7)写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤:如设计 思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出 说明,并对所完成的设计做出评价,对自己整个设计工作中经验教训, 总结收获。 2. 进度安排(时间3周) 1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图;绘制控制系统原有的 控制回路; 2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求,选择被控对象模型,利 用组态软件,对控制系统进行组态; 3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路,增加1-2个复杂回路,并进行组态; 调节控制参数,使性能指标达到要求; 4)第3周(4) 书写课程设计说明书 5)第3周(5) 演示、答辩

过程控制系统课程设计报告报告实验报告

成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》 名称:单容水箱液位过程控制 班级:2011级自动化过程控制方向 姓名: 学号:

目录 前言 一.过程控制概述 (2) 二.THJ-2型高级过程控制实验装置 (3) 三.系统组成与工作原理 (5) (一)外部组成 (5) (二)输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5) (三)其它模块和功能 (8) 四.调试过程 (9) (一)P调节 (9) (二)PI调节 (10) (三)PID调节 (11) 五.心得体会 (13)

前言 现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求,工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。 首先工程实训首先应面向学生主体群,建设一个有较宽适应面的基础训练基地。通过对基础训练设施的 集中投入,面向全校相关专业,形成一定的规模优势,建立科学规范的训练和管理方法,使训练对象获得机械、 电子基本生产过程和生产工艺的认识,并具备一定的实践动手能力。 其次,工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点,工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合,贯穿计算机技术应用,以适应科学技术高速发展的要求。应以一定的专项投入,建设多层次的综合训练基地,使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时,熟悉综合技术内容,初步建立起“大工程”的意识,受到工业工程和环境保护方面的训练,并具备一定的实用技能。 第三,以创新训练计划为主线,依靠必要的软硬件环境,建设创新教育基地。以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体,把对学生的创新意识和创新能力的培养,贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。

过程控制课程设计汇本(脱丙烷塔控制系统设计有图)

成绩: 《过程控制工程》 课程设计报告 题目:脱丙烷塔控制系统设计 学院:计算机与电子信息学院 班级:自动化 姓名: 学号: 指导教师: 起止日期:2012年12月31日~2013年01月4日

目录 一、设计任务书 (2) 二、设计说明书 (5) 1、摘要 2、基本控制方案的设计与分析 3、节流装置的计算 4、蒸汽流量控制阀口径的计算 三、参考文献 (11) 四、附图 (15)

一、设计题目: 《脱丙烷塔控制系统设计》 二、设计目的: 1、掌握控制系统的基本构成、原理及设计的方法和步骤。 2、掌握控制方案的设计、仪表选型的方法及管道流程图、仪表接线图、仪表安装等 图的绘制方法。 3、掌握节流装置和调节阀的计算。 4、了解信号报警及联锁系统的设计和顺序控制系统的设计。 5、通过理论联系实际,掌握必须的工程知识,加强对学生实践动手能力和独立完成 工程设计任务能力的培养。 三、设计所需数据: 1、主要工艺流程和环境特征概况 脱丙烷塔的主要任务是切割C3和C4混合馏分,塔顶轻关键组分是丙烷,塔釜重关键是组分丁二烯。主要工艺流程如图1所示:第一脱乙烷塔塔釜来的釜液和第二蒸出塔的釜液混合后进入脱丙烷塔,进料为气液混合状态,液化率为0.28。进料温度为32℃,塔顶温度为8.9℃,塔釜温度为72℃。塔操作压力为0.75MPa(绝压)。采用的回流比约为1.13。冷凝器由0℃丙烯蒸发制冷,再沸器加热用的0.15 MPa(绝压)减压蒸汽由来自裂解炉的0.6 MPa(绝压)低压蒸汽与冷凝水混合制得的。和其他精馏塔一样,脱丙烷塔也是一个高阶对象,具有对象通道多、在机理复杂、变量间相互关联、动态响应慢、控制要求高等特点。脱丙烷塔的自动控制应满足质量指标、物料指标、能量平衡及约束条件等要求。 脱丙烷塔所处的环境为甲级防爆区域,工艺介质为多种烃类混合物,沸点低、易挥发、易燃、易爆,生产装置处于露天,低压、低温。主导风向由西向东。 2、仪表选型说明 所选仪表应具有本质安全防爆性能等特点,电动Ⅲ型仪表在安全性、可靠性等方面已能满足要求。电动仪表信号传送快且距离远,易与计算机配合使用,除控制阀外,最好全部选用电动Ⅲ型仪表。采用安全栅,可构成本质安全防爆系统。

运动控制系统课程教学大纲

《运动控制系统》课程教学大纲 大纲执笔人:大纲审核人: 课程编号:0808000555 英文名称:Motion control system 学分:4 总学时:64。其中,讲授54 学时,实验 10 学时,上机 0 学时,实训 0 学时。 适用专业: 自动化 先修课程:自动控制原理、现代控制理论基础、电力电子技术 一、课程性质与教学目的 《运动控制系统》是一门讲授交、直流电动机控制理论和控制规律,以提高电能利用效率及运动控制品质的一门专业主干课程,是自动化专业的一门必修课。其目的是使学生了解并掌握各类交、直流电动机控制系统的基本结构、工作原理和性能指标,着重培养学生对运动控制系统的综合分析能力和工程设计能力,从而掌握现代交、直流电动机的控制理论和系统设计方法,为今后从事专业工作打下扎实的基础。 二、基本要求 本课程秉承理论与实际相结合的理念,应用自动控制理论解决运动控制系统的分析和设计问题,以转矩和磁链(或磁通)控制规律为主线,由简入繁、由低及高地循序深入,论述系统的静、动态性能。通过本课程的学习,要求学生能够了解运动控制系统的定义、结构及其分类,理解运动控制的必要性,掌握单、双闭环直流电动机调速系统、VVVF变频器、交流异步电动机矢量控制系统、正弦波永磁同步电动机调速系统、位置控制系统等的结构与原理、分析与设计方法。 三、重点与难点 1. 课程重点 (1)直流调速系统:以直流电动机为对象组成的运动控制系统,转速单闭环调速系统,转速、电流双闭环控制调速系统的基本组成和控制规律,静态、动态性能分析,直流调速系统的工程设计方法,直流调速系统的数字控制方法。 (2)交流调速系统:异步电动机的稳态模型及基于稳态模型的交流调速系统,异步电动机的动态模型及基于动态模型的高性能交流调速系统,同步电动机变频调速系统。 2、课程难点 (1)双闭环直流调速系统:通过双闭环直流调速系统静、动态模型研究及性能分析,对转速与电流环的典型系统校正,推导PI 控制规律与工程计算方法。 (2)空间电压矢量PWM:从稳态和动态、时域和空间等方面论述矢量、标量、相量的区别与联系,各自的表现形式,基本特征与物理意义。 (3)异步电动机动态数学模型:依据旋转磁场产生原理,论述时间和空间变量的相对关系,讨论静止与旋转(或交变)的关系与转化,理解在各种坐标系下的数学模型。通过计算机数字仿真,分析比较各种物理量在不同坐标系的表现形式和相互间的联系。 (4)矢量控制系统:着重论述按转子磁链定向,定子电流转矩分量和励磁分量的解耦,等效

运动控制系统课程设计报告

《运动控制系统》课程设计报告 时间2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博__ 学号 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______

摘要 本课程设计从直流电动机原理入手,建立V-M双闭环直流调速系统,设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构,其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电,触发器采用KJ004触发电路,系统无静差;符合电流超调量σi≤5%;空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能,且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词:双闭环;直流调速;无静差;仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words:double closed loop;DC speed control system;without the static poor;simulation

过程控制系统

《控制系统》课程设计课题:加热炉温度控制系统 系别:电气与电子工程系 专业:自动化 姓名: 学号:1214061(44、32、11) 指导教师 河南城建学院 2010年12月29日

成绩评定· 一、指导教师评语(根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定)。 二、评分(按下表要求评定) 评分项目 设计报告评分答辩评分平时表现评分 合计 (100分)任务完成 情况 (20分) 课程设计 报告质量 (40分) 表达情况 (10分) 回答问题 情况 (10分) 工作态度与 纪律 (10分) 独立工作 能力 (10分) 得分 课程设计成绩评定 班级姓名学号 成绩:分(折合等级) 指导教师签字年月日

一、设计目的: 通过对一个使用控制系统的设计,综合运用科学理论知识,提高工程意识和实践技能,使学生获得控制技术工程的基本训练,培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。 二、设计要求: 设计一个加热炉温度控制系统,确定系统设计方案,画出系统框图,完成元器件的选择和调节器参数整定。 三、总体设计: 1.控制系统的设计思想 串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器,前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定,后一个调节器的输出送往调节阀。前一个调节器称为主调节器,它所检测和控制的变量称主变量(主被控参数),即工艺控制指标;后一个调节器称为副调节器,它所检测和控制的变量称副变量(副被控参数),是为了稳定主变量而引入的辅助变量。整个系统包括两个控制回路,主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。 2 .加热炉控制系统原理 加热炉控制系统以炉内温度为主被控对象,燃料油流量为副被控对象的串级控制系统。该控制系统的副回路由燃料油流量控制回路组成,因此,当扰动来自燃料油上游侧的压力波动时,因扰动进入副回路,所以,能迅速克服该扰动的影响。 由于炉内温度的控制不是单一因素所能实现的,所以,还要对空气的流量进行控制。空气的控制直接影响炉内燃烧的状况,不仅影响炉温,还直接影响了能源的利用率和环境的污染。所以,对空气的控制很有必要,其原理和燃料控制相同。

过程控制系统论文关于过程控制的论文

过程控制系统论文关于过程控制的论文 高炉TRT过程控制系统的研究与应用 摘要:TRT为高炉煤气余压能量回收透平发电装置的简称,它是把高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能,通过透平膨胀机作功,驱动发电机发电的一种能量回收装置。从而达到节能、降噪、环保的目的,具有很好的经济效益和社会效益,是目前现代国际、国内钢铁企业公的节能环保装置。TRT机组运行的关键是:在任何时刻,都不能影响高炉的炉顶压力。 关键词:PLC;可靠性;PID;自动控制 1 概述 TRT为高炉煤气余压能量回收透平发电装置的简称,它是把高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能,通过透平膨胀机作功,驱动发电机发电的一种能量回收装置。从而达到节能、降噪、环保的目的,具有很好的经济效益和社会效益,是目前现代国际、国内钢铁企业公认的节能环保装置。 2 高炉TRT过程控制系统工艺简介 目前,作为我国高炉节能、降噪、环保的能量回收装置TRT,不可避免在运行过程中出现紧急停机现象。特别是目前高炉普遍的塌料现象,如果对于系统的过程控制方案采取不当,将会导致高炉炉顶压力迅间增大,以至“憋压”。当压力超上限,就迫使TRT紧急跳车,使机组及时的退出静叶对高炉顶压的自动调节。当快切阀门关闭以后,调节高炉顶压的控制权就交给两个液压伺服控制的旁通阀(快开阀)。在国内TRT的发展历史上,由于所选择的控制系统方案不当而导致了多次事故的发生,一般情况下很容易将透平止推瓦损坏,更为严重的是由于炉顶压力的迅间增大,给高炉造成了极大的危险和危害,以至被迫停炉,影响了生产。 3 关键技术 通过参照TRT工艺的要求,对机组紧急停机时的高炉顶压调节采取了前馈-反馈(FFC-FBC)控制方案。该控制方案综合了前馈控制与反馈控制的优点,将反馈控制不易克服的干扰(高炉煤气流量)进行前馈控制,快速打开旁通阀,使高炉煤气形成畅通。但是由于前馈控制属于开环控制,尽管可以消除这一不安全因素,但不能完全保证顶压稳定,如果顶压波动较大,势必影响高炉生产,因此就对该过程采取了前馈-反馈控制(也称为复合控制)。机组发电运行阶段,高炉顶压的控制权交给了透平静叶,具有一定的干扰。如果不选择合适的控制方案,则也将影响高炉炉顶压力。为了提高系统的抗干扰能力,我们对这一过程采取了串级控制通过静叶来调节高炉顶压,目前,在国内很多公司TRT控制设备通常在TRT自动投入的时候,通常采取顶压功率复合控制,他们把功率PID调节器输出与顶压PID调节器输出的最小值作为顶压功率复合调节的输出。这种控制方案的实施在抗干扰能力方面稍逊于串级控制思想方案的调节。因为一般在设备运行过程中,高炉煤气发生量随时变化,除此之外,煤气的温度及透平入口的压力也时刻在发生变化,这将会造成静叶的开度时刻的改变,这就是调节过程中产生的干扰因素。为此要克服对高炉顶压调节的干扰,采取串级控制回路调节是山东莱钢银前1000m3高炉TRT系统控制的一大亮点。这种调节方案的实施稳定的调节高炉的炉顶压力,设备运行稳定,也给操作人员带来了便利。从高炉TRT串级调节系统方框途中可以看出,该系统有两个环路,一个内环(副环)和一个外环(主环)。PID调节器是主调节器,伺服控制器是副调节器。主被控变量为高炉炉顶压力,透平静叶的开度为副变量。主控制器的输出是副控制器的给定,而副控制器的输出直接送到电液伺服阀。在该串级控制系统中,主环是一个定值控制系统,而副回路是一个随动系统。对于本系统采取串级控制思路有如下好处:首先,从TRT系统的串级调节方框图上可以看出,由于副回路的存在,改善了对象(高炉炉

1 控制系统概述

第一章协调控制系统(CCS)概述 引言 CCS是一种连续的调节系统(Continuious Control System),被控的变量是模拟量。 电站的最终目标是满足电网负荷要求,要靠锅炉和汽轮发电机共同配合,由于两者特性有较大差异,所以为了既满足电网需求,又能使机组安全稳定运行,必须协调锅炉和汽轮机之间的运行,所以需要一种负荷协调控制系统(Coordinated Control System)。 这种系统往往是将被控量与设定值进行比较,经调节器运算后输出控制信号,使被控量发生变化,最终使被控量等于或接近设定值,系统是一个闭合的回路。所以又称其为闭环控制系统(Closed loop Control System)。 所以CCS术语有三种来源,但本质上并无很大区别。狭义上讲,CCS只是指负荷协调控制系统,广义上讲,单元机组上所有的连续调节系统都属于CCS。 电厂生产过程采用自动化技术已有较长历史,相对于其它工业部门具有较高的自动化水平,而且仍以较快的速度发展。促使这种发展的主要因素有: (1)随着大容量、高参数汽轮发电机组的出现,要求监控的参数越来越多。因此,自动控制系统已成为锅炉、汽轮发电机组不可缺少的组成部分。为了保证机组的安全、经济运行,对自动化设备的可靠性以及对自动控制系统的性能都提出了更高的要求。(2)电子技术的发展也为自动化提供了越来越完备的仪表和设备。特别是随着计算机控制技术的发展,微机分散控制系统(DCS)以其功能全面、组态灵活、安全可靠的优点,而被广泛应用于火电厂的自动控制。 1 基础知识 1.1 自动控制的基本概念及术语 被控对象――被控制的生产过程或设备,也称为调节对象或简称对象。例如汽包水位控制系统中的汽包。 被控量――控制系统所要控制的参数,又称为被调量,例如汽包水位。 设定值――被控量所要达到或保持的数值。例如汽包水位定值。 扰动量――破坏被控量与设定值相一致的一切作用,例如汽包水位控制系统中的蒸汽流量、给水量。 调节器――用于自动控制系统中的控制装置或具有相似作用的软件。例如P、PI、PID 调节器。 控制指令――或称调节指令。一般是调节器的输出信号,也可是运行人员手动给出的控制信号,该信号被送往执行机构。 执行机构――接受控制指令、对被控对象施加作用的机构。也称为执行元件、执行器。例如,机械执行机构、电动执行机构、液压执行机构。 控制机构――其动作可以改变进入对象的质量或能量的装置,例如给水阀门、空气挡板。 1.2 自动控制系统的分类 实际生产过程中采用的自动控制系统的类型是多种多样的,从不同的角度出发,可以进行不同的分类。 (1)按设定值变化的规律来分,有恒值控制系统、程序控制系统和随动控制系统。恒值控制系统是指设定值不随时间而变化。例如电厂锅炉水位、汽温控制系统,属于这一类型 (2)按系统的结构来分,有闭环控制系统、开环控制系统和复合控制系统。

过程控制系统方案设计

过程控制仪表与系统 题目:工业含硫废气控制系统方案设计 学院:信息科学与工程学院 专业班级:测控技术与仪器1503班 学号: 7 学生姓名:王哲 教师:李飞

工业含硫废气控制系统方案设计 摘要:许多化工厂在厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中都会产生各种含有污染的有害气体,其中含硫的气体对环境造成的污染尤为严重。因此对含硫废气正确合理的处理至关重要。在我国工业含硫废气一般多采用焚烧工艺,经焚烧炉焚烧,使污染性气体转换成安全物质。经方案论证后,本设计采用双闭环串级控制系统,控制目标温度在600-800℃设定尾气焚烧炉炉温波动范围不超过±30℃。该控制系统中运用PID算法,传感器将检测到的模拟信号送到变送器,变送器输出4~20mA的电流信号。将变送器输出的标准信号送入控制器中,控制器通过分析比较所测参数与预设参数之后输出控制信号,执行器根据传送过来的信号进行变化,最终达到对系统温度的控制。 关键词:双闭环串级控制系统;炉温控制;流量控制;变送器 1 引言 含硫废气与加氢反应器出口过程器被加热至270-320℃左右与外补富氢气混合后进入加氢反应器在加氢催化剂的作用下转化为H2S。加氢反应为放热反应,离开反应器的尾气-换热器换冷却后进入冷凝塔。 废气在冷凝塔中利用循环机冷水来降温。70℃冷凝水自冷凝塔底部流出,经济冷泵加压后经急冷水冷却器用循环水冷却至40℃,循环至冷却塔顶。部分急冷水经急冷水过滤器过滤后返回急冷水泵入口。尾气中的水蒸气被冷凝,产生的酸性水由急冷水泵送至酸性水处理处。为防止酸性水对设备的腐蚀,需向急冷水中注入氨根据ph值大小决定注入氨的量。 冷凝后的尾气离开冷凝塔进入回收塔,用30%的甲基二乙醇胺溶液吸收废气中的硫化氢,同时吸收部分二氧化碳。吸收塔底富液用富液泵送至溶剂再生部分统一处理。从塔顶出来的净化气经尾气分液罐分液后进入焚烧炉燃烧,有燃料气流量控制炉膛温度;废气中残留的硫化氢几乎全转化成二氧化硫,最后再对二氧化硫进行处理。 焚烧炉要控制温度在600-800℃,保证尾气可以充分燃烧,对环境和人的健康都没有危害。 温度控制系统可采用的方法有双闭环串级控制系统、前馈控制系统、比值控制系统、前馈-反馈控制系统、分程控制系统等。

运动控制系统实验指导书分解

运动控制系统 实验指导书 赵黎明、王雁编 广东海洋大学信息学院自动化系

直流调速 实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 一.实验目的 1.研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。 2.研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。 3.学习反馈控制系统的调试技术。 二.预习要求 1.了解速度调节器在比例工作与比例—积分工作时的输入—输出特性。 2.弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。 三.实验线路及原理 见图6-7。 四.实验设备及仪表 1.MCL系列教学实验台主控制屏。 2.MCL—18组件(适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件(适合MCL—Ⅲ)。 3.MCL—33(A)组件或MCL—53组件。 4.MEL-11挂箱 5.MEL—03三相可调电阻(或自配滑线变阻器)。 6.电机导轨及测速发电机、直流发电机M01(或电机导轨及测功机、MEL—13组件)。 7.直流电动机M03。 8.双踪示波器。 五.注意事项 1.直流电动机工作前,必须先加上直流激磁。 2.接入ASR构成转速负反馈时,为了防止振荡,可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底,使调节器放大倍数最小,同时,ASR的“5”、“6”端接入可调电容(预置7μF)。 3.测取静特性时,须注意主电路电流不许超过电机的额定值(1A)。 4.三相主电源连线时需注意,不可换错相序。 5.电源开关闭合时,过流保护发光二极管可能会亮,只需按下对应的复位开关SB1

即可正常工作。 6.系统开环连接时,不允许突加给定信号U g起动电机。 7.起动电机时,需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底,以免带负载起动。 8.改变接线时,必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮,同时使系统的给定为零。 9.双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接,故在使用时,必须使两探头的地线同电位(只用一根地线即可),以免造成短路事故。 六.实验内容 1.移相触发电路的调试(主电路未通电) (a)用示波器观察MCL—33(或MCL—53,以下同)的双脉冲观察孔,应有双脉冲,且间隔均匀,幅值相同;观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形,应有幅值为1V~2V 的双脉冲。 (b)触发电路输出脉冲应在30°~90°范围内可调。可通过对偏移电压调节单位器及ASR输出电压的调整实现。例如:使ASR输出为0V,调节偏移电压,实现α=90°;再保持偏移电压不变,调节ASR的限幅电位器RP1,使α=30°。 2.求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。 a.断开ASR的“3”至U ct的连接线,G(给定)直接加至U ct,且Ug调至零,直流电机励磁电源开关闭合。 b.合上主控制屏的绿色按钮开关,调节三相调压器的输出,使U uv、Uvw、Uwu=200V。 注:如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ,无三相调压器,直接合上主电源。以下均同。 c.调节给定电压U g,使直流电机空载转速n0=1500转/分,调节测功机加载旋钮(或直流发电机负载电阻),在空载至额定负载的范围内测取7~8点,读取整流装置输出电压U d 3.带转速负反馈有静差工作的系统静特性 a.断开G(给定)和U ct的连接线,ASR的输出接至U ct,把ASR的“5”、“6”点短接。 b.合上主控制屏的绿色按钮开关,调节U uv,U vw,U wu为200伏。 c.调节给定电压U g至2V,调整转速变换器RP电位器,使被测电动机空载转速n0=1500转/分,调节ASR的调节电容以及反馈电位器RP3,使电机稳定运行。 调节测功机加载旋钮(或直流发电机负载电阻),在空载至额定负载范围内测取7~8

集散控制系统工程设计

合肥学院HEFEI UNIVERSITY 集散控制系统的工程设计 班级: 10 姓名: 学号: 10 指导教师: 完成时间:

集散控制系统的工程设计 现代科学技术领域中,计算机技术和自动化技术被认为是发展较快的两个分支,工业自动化根据生产过程的特点可分为过程控制和制造工业自动化及自动化测量系统。过程控制自动化是以流程工业为对象,流程工业自动化控制一般采用集散控制系统(DCS)。 一、DCS控制系统介绍 集散控制系统(Distributed control system)是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统,简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制,全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控,实现最优化控制,整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点,克服了常规仪表功能单一,人机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点,既实现了在管理、操作和显示三方面集中,又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。 DCS的工程设计主要有12项内容,按先后顺序排列如下:方案论证,DCS 评估,DCS询价,技术谈判,合同签订,开工会议,系统设计,组态编程,安装调试,现场投运,整理文件,工程验收。 1.1集散控制系统的组成 1、现场控制级 又称数据采集装置,主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理,而且对实时数据进一步加工处理,供CRT操作站显示和打印,从而实现开环监视,并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下,能以开关量或者模拟量信号的方式,向终端元件输出计算机控制命令。 在DCS系统中,这一级别的功能就是服从上位机发来的命令,同时向上位机反馈执行的情况。至于它与上位机交流,就是通过模拟信号或者现场总线的数字信号。由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰,所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递。

过程控制系统课程设计

步进式加热炉控制系统设计 一、步进式加热炉工艺流程 1. 步进式加热炉简介 ⑴步进式加热炉步进式加热炉是一种靠炉底或水冷金属梁的上升、前进、下降、后退的动作 把料坯一步一步地移送前进的连续加热炉。 炉子有固定炉底和步进炉底,或者有固定梁和步进梁。前者叫做步进底式炉,后者叫做步进梁式炉。轧钢用加热炉的步进梁通常由水冷管组成。步进梁式炉可对料坯实现上下双面加热。 (2)步进式炉的几种类型 步进式炉从炉子构造上分目前有:单面供热步进式炉、两面供热步进式炉、钢料可以翻转的步进式炉、交替步进式炉、炉底分段的步进式炉等等。 单面供热步进式炉也称步进底式炉,钢料放置在耐火材料炉底或铺设在炉底上的钢枕上。钢坯吸热主要来自上部炉膛,由于一面受热,这种炉子的炉底强度较低。它适用于加热薄板坯、小断面方坯或有特殊要求的场合。 两面供热步进式炉也称步进梁式炉,活动梁和固定梁上都安设有能将钢坏架空的炉底水管。在钢坯的上部炉膛和下部炉膛都设置烧嘴,因此炉底强度较高,适用于产量很高的板坯或带钢轧前加热。 钢坯可以翻转的步进式炉是每走一步炉内钢料可以翻转某一角度,步进梁和固定梁都带有锯齿形耐热钢钢枕,这是加热钢管的步进式炉,每走一步钢管可以在锯齿形钢枕上滚动一小段距离,使受热条件较差的底面逐步翻转到上面,以求加热均匀。 交替步进式炉则有两套步进机构交替动作。运送过程中,钢坯不必上升和下降,振动较小,底面不会被划伤,表面质量较好 炉底分段的步进式炉的加热段和预热段可以分开动作。例如预热段每走一步,加热段可以

走两步或两步以上。这种构造是专门为易脱碳钢的加热而设计的。钢坯在预热段放置较密,可以得到正常的预热作用,在加热段钢坯前进较快,达到快速加热,以减少脱碳。 (3)步进式炉的优缺点 步进式炉是借机械将炉内钢坯托着一步一步前进,因此钢坯与钢坯还不必紧挨着,其间距可根据需要加以改变。 原始的步进式炉只用于加热推钢机无法推进的落板坯或异形坯,随着轧机的大型化和连续化,推钢式炉已不能满足轧机产量和质量的要求。在这种情况下,近十年来造价较高的步进式炉得到了快速发展,其结构也日趋完善。 步进式炉具有以下特点:(1)炉子长度不受钢坯厚度的限制,不会拱钢,炉子可以建得很长,目前有些炉子已接近60 米长,一个步进式炉可以代替1.5—2 个推钢式炉。(2)操作上灵活性较大,可以通过改变装料间隙调节钢坯加热时间,且更换品种方便。(3)炉内钢料易于清空,减少停炉时清除炉内钢料的时间。(4)钢坯在炉内不与水管摩擦,不会造成通过轧制还不能消除的伤痕。(5)水管黑印小,即能得到尺寸准确的轧材。(6)两面加热步进式炉可以不要实底均热段,因此加热能力比推钢式炉稍大。(7)没有出料滑坡,减少了由于滑坡高差作用而吸入炉内的冷空气。(8)钢坯有侧面加热,这样可实现三面或四面加热,因此加热时间短,钢坯氧化少。( 9)生产能耗大幅度降低,从炼钢连铸后开始全连续的直接生产。( 10)产量大幅度提高,在100* 104t/a 以上。( 11)生产自动化水平非常高,原加热炉的控制系统大都是单回路仪表和继电器逻辑控制系统,传动系统也大多是模拟量控制式供电装置,现在的加热炉的控制系统大多数都具有二级过程控制系统和三级生产管理系统,传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。 步进式炉的缺点是炉底机械设备庞大,维护和检修都较复杂,炉子造价太高。两面供热的步进式炉炉底水管较多,热损失大。单面供热的步进式炉虽然无水冷热损失,但产量较低。因此,尽管步进式炉有很多优点,仅由于它造价太高,目前在中小型厂全面推广还不适宜。

运动控制系统仿真---实验讲义

《运动控制系统仿真》实验讲义 谢仕宏 xiesh@https://www.doczj.com/doc/1915969805.html,

实验一、闭环控制系统及直流双闭环调速系统仿真 一、实验学时:6学时 二、实验内容: 1. 已知控制系统框图如图所示: 图1-1 单闭环系统框图 图中,被控对象s e s s G 1501 30010 )(-+= ,Gc(s)为PID 控制器,试整定PID 控制器 参数,并建立控制系统Simulink 仿真模型。再对PID 控制子系统进行封装,要求可通过封装后子系统的参数设置页面对Kp 、Ti 、Td 进行设置。 2. 已知直流电机双闭环调速系统框图如图1-2所示。试设计电流调节器ACR 和转速调节器ASR 并进行Simulink 建模仿真。 图1-2 直流双闭环调速系统框图 三、实验过程: 1、建模过程如下: (1)PID 控制器参数整顿 根据PID 参数的工程整定方法(Z-N 法),如下表所示, Kp=τ K T 2.1=0.24,Ti=τ2=300, Td=τ5.0=75。 表1-1 Z-N 法整定PID 参数

(2)simulink仿真模型建立 建立simulink仿真模型如下图1-3所示,并进行参数设置: 图1-3 PID控制系统Simulink仿真模型 图1-3中,step模块“阶跃时间”改为0,Transport Delay模块的“时间延迟”设置为150,仿真时间改为1000s,如下图1-4所示: 图1-3 PID控制参数设置 运行仿真,得如下结果:

图1-5 PID控制运行结果 (3)PID子系统的创建 首先将参数Gain、Gain1、Gain三个模块的参数进行设置,如下图所示: 图1-6 PID参数设置 然后建立PID控制器子系统,如下图1-7所示: 图1-7 PID子系统 再对PID子系统进行封装,选中“Subsystem”后,单击鼠标右键,选择“Mask subsystem”,弹

过程控制系统设计

过程控制系统设计 仿真实验报告 实验名称:单回路控制系统PID控制器仿真实验 姓名:罗一弘 学号:20091593 班级:2009034

一、实验目的 1. 熟悉简单控制系统响应曲线法和临界比例度法整定PID 参数过程。 2. 掌握采用Matlab 仿真工具进行PID 参数整定的方法和过程。 3. 掌握PID 控制器中不同参数对控制系统性能的影响。 二、实验步骤 (一)、响应曲线法求PI 和PID 控制器的参数 1、PI 控制参数 1681)(3000+= +=--s e s T e k s G s s τ P 0= %5.12%1001 =?k P=1.1 00 P T τ=4.4% T i =3.30τ=9.9s 2、PID 控制参数 P=0.85 00 P T τ=3.4% T i =20τ=6s T d =0.50τ=1.5s 图1-系统simulink 模型 (二)、稳定边界法求PI 和PID 控制器的参数 1、PI 控制参数 首先取T i =∞,T d =0,根据广义对象特性选择一个较大的P 值,待系统运行平稳后,逐渐减小P ,直至系统出现等幅震荡(图2)。

图2-系统等幅震荡曲线 由结果记录下P m=2.062,T m=10.406s。 P=2.2P m=4.54% T i=0.85T m=8.85s 2、PID控制参数 P=1.7P m=3.51%T i=0.50T m=5.2s T d=0.125 T m=1.3s (三)、实际微分算法实现PID控制 采用经验法进行参数整定,并使用实际微分算法(图3) 图3-采用实际微分算法的系统模型 1、先置T i=∞,T d=0,不断调节K p,使过渡过程达到4:1至10:1的衰减比。 2、将获得的K p缩小10%-20%,T i由大至小逐步增加,直至获得衰减比为4:1至10:1的过程。 3、将K p增大10%-20%,T i适当缩短后,逐步调节T d的值,直至获得满意的过渡过程。

运动控制系统课程设计-说明书讲解

天津职业技术师范大学课程设计题目:X-Y数控机床运动控制系统设计 学生姓名: 班级: 学院:机械工程学院 指导老师: 2015年1月19日

目录 一、总体方案设计 (1) 1.1 设计任务 (3) 1.2 总体方案确定 (3) 二、机械系统设计 (4) 2.1、工作台外形尺寸及重量估算 (4) 2.2、滚动导轨的参数确定 (4) 2.3、滚珠丝杠的设计计算 (5) 2.4、步进电机的选用 (7) 2.5、确定齿轮传动比 (8) 2.6、确定齿轮模数及有关尺寸 (8) 2.7、步进电机惯性负载的计算 (9) 3.1 CPU板 (10) 3.2 驱动系统 (11) 参考文献 (14)

一、总体方案设计 1.1 设计任务 设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工,重复定位精度为±0.01mm,定位精度为0.025mm。 设计参数如下:负载重量G=150N;台面尺寸C×B×H=100mm×120mm×12mm;底座外形尺寸C1×B1×H1=210mm×220mm×140mm;最大长度L=288mm;工作台加工范围X=55mm,Y=30mm;工作台最大快移速度为2m/min。 1.2 总体方案确定 (1)系统的运动方式与伺服系统 由于工件在移动的过程中没有进行切削,故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构,降低成本,采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。 (2)计算机系统 本设计采用了美国PMAC运动控制卡pmac(program multiple axises controller)是美国delta tau公司生产制造的多轴运动控制卡,是世界上功能最强,计算速度最快,质量可靠的运动控制产品。 (3)X-Y工作台的传动方式 为保证一定的传动精度和平稳性,又要求结构紧凑,所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙,采用预加负荷的结构。 由于工作台的运动载荷不大,因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差,从而提高运动平稳性,减小振动。 考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取,为达到分辨率的要求,需采用齿轮降速传动。 图1-1 系统总体框图

过程控制系统课程设计题目

过程控制系统课程设计题目 要求: (一)采用MATLAB 仿真;所有仿真,都需要做出以下结果: (1) 超调量 (2) 峰值时间 (3) 过渡过程时间 (4) 余差 (5) 第一个波峰值 (6) 第二个波峰值 (7) 衰减比 (8) 衰减率 (9) 振荡频率 (10) 全部P 、I 、D 的参数 (11) PID 的模型 (二)每人一个题目,自己完成课程设计报告,报告的格式如图论文格式 一. 液氨的水温控制系统设计 液氨蒸发器主、副对象的传递函数分别为: 011()(201)(301)G s s s = ++, 0.1021 ()0.21 s G s e s -=+ 主、副扰动通道的传递函数分别为: 11 ()0.21 f G s s = +, 2()1f G s = 试分别采用单回路控制和串级控制设计温度控制系统,具体要求如下:

(1) 分别进行控制方案设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定,给出相应的闭 环系统原理图; (2) 进行仿真实验,分别给出系统的跟踪性能和抗干扰性能(包括一次扰动和二次 扰动); (3) 说明不同控制方案对系统的影响。 二.炉温控制系统设计 设计任务:某加热炉的数学模型为1507 ()3201 s G s e s -=+,试设计大时延控制系统,具体要求 如下: (1) 仿真分析以下控制方案对系统性能的影响:PID 、微分先行、中间微分、 Smith 预估、增益自适应预估;给出相应的闭环控制系统原理图; (2) 在不同控制方式下进行仿真实验,比较系统的跟踪性能和抗干扰性能; 选择一种较为理想的控制方案进行设计,包括调节阀的选择、控制器参数整定。 三.锅炉夹套与被加热介质的温度控制 1.设计任务(可2人选此题) 了解、熟悉锅炉夹套与内胆温度控制系统的工艺流程和生产过程的静态、动态特性,根据生产过程对控制系统所提出的安全性、经济性和稳定性要求,结合所学知识实现温度的控制。 2.设计要求 (1) 从组成、工作原理上对工业型传感器、执行机构有一定的了解和认识。 (2) 分析控制系统各环节动态特性,建立被控对象的数学模型,选定被控规律、正定调 节器参数。 (3) 在Matlab 上进行仿真,调节控制器参数,获得最佳控制效果。

运动控制系统电子教案

《运动控制系统》 教案

绪 论(1学时) 教学目的、要求:本节主要介绍课程的性质、任务、特点以及自动控制系统中的一些基本概念 教学方式:采用多媒体课件。 教学设计:最初接触这一门课程,首先介绍课程的性质、解决任务、工程中的地位以及本课程的特点。讲解清楚教材的特点,选用教材的依据以及教师的讲解思路。初步使学生建立起本门课程的知识框架,用实际的工程事例激发学生的学习兴趣。 一、课程的性质、任务、特点、分类及工程应用 性质:理论与实践紧密结合的、自动化专业学生必修的专业技术课。 任务:研究自动控制系统的控制规律、研究交直流的各种调速方式。 特点:1)综合性强:涉及到的课程较多电子技术、变流、电拖、自控原理等; 2)实践性强: 与工程实际相联系; 3)通用性强: 工程应用实例: 机床的控制、家用电器、电力拖动 实验三个 共8学时,其中6学时为必做实验,2学时为选做实验。其特点:实践性强,时间占用较长。 二、讲课方式:多媒体讲解、黑板上讲解、课堂讨论、自学。 讲授方法有:传统式、启发式、逆向式、讨论式、探究式,展示最新科学技术等方式。 三、参考文献: 孙树朴等,《电力电子技术》,中国矿大出版社,2000,北京。 张明达,《电力拖动自动控制系统》,冶金工业出版社,1983,北京。 贺益康等《电力电子技术》,浙江大学出版社; 四、考核方式:笔试70分,实验10分,科技论文10分, 作业及课堂表现10分,科技活动奖励5分。 五、电力拖动自控系统一般概念(自动控制原理中已经学过) 1、开环系统 控制系统的分类 运动控制系统 过程控制系统、计算机控制 系统

2)闭环系统 增设了控制及反馈装置,利 用实测的参数作为反馈信息量, 与原先设定的指令相比较,以完 成自动调节作用。 3)综合自动化控制 4)系统的性能指标 一)系统的稳定性。 当扰动或给定值发生变化时,输出量将会偏离原来的稳定值。这时,通过内部自动调节,系统 可能回到(或接近)原来的稳定值或跟随给定值稳定下来。 二)系统的动态性能指标。 系统的对象和元件通常都具有一定的惯性(如机械惯性,电磁惯性,热惯性等)系统中各种 量值的变化不可能是突变的。因此从一个稳态过渡到新的稳态,都需要经历一段时间,亦即需要经 历一个过渡过程。 直流电动机具有良好的起、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。 由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟,而且从控制的角度来看,它又是交流拖动控制系统的基础。因此,为了保持由浅入深的教学顺序,应 该首先很好地掌握直流拖动控制系统。

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