最新第二章被控对象的特性
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⾃动控制原理第⼆章复习总结(第⼆版)第⼆章过程装备控制基础本章内容:简单过程控制系统的设计复杂控制系统的结构、特点及应⽤。
第⼀节被控对象的特性⼀、被控对象的数学描述(⼀)单容液位对象1.有⾃衡特性的单容对象2.⽆⾃衡特性的单容对象(⼆)双容液位对象1.典型结构:双容⽔槽如图2-5所⽰。
图2-5 双容液位对象图2-6 ⼆阶对象特性曲线2.平衡关系:⽔槽1的动态平衡关系为:3.⼆阶被控对象:1222122221)(Q K h dt dh T T dt h d T T ?=+++式(2-18)就是描述图2-5所⽰双容⽔槽被控对象的⼆阶微分⽅程式。
称⼆阶被控对象。
⼆、被控对象的特性参数(⼀)放⼤系数K(⼜称静态增益)(⼆)时间常数T(三)滞后时间τ(1).传递滞后τ0(或纯滞后):(2).容量滞后τc可知τ=τ0+τc。
三、对象特性的实验测定对象特性的求取⽅法通常有两种:1.数学⽅法2.实验测定法(⼀)响应曲线法:(⼆)脉冲响应法第⼆节单回路控制系统定义:(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、⼀个调节器和⼀个执⾏器所构成的闭合系统。
⼀、单回路控制系统的设计设计步骤:1.了解被控对象2.了解被控对象的动静态特性及⼯艺过程、设备等3.确定控制⽅案4.整定调节器的参数(⼀)被控变量的选择(⼆)操纵变量的选择(三)检测变送环节的影响(四)执⾏器的影响⼆、调节器的调节规律1.概念调节器的输出信号随输⼊信号变化的规律。
2.类型位式、⽐例、积分、微分。
(⼀)位式调节规律1.双位调节2.具有中间区的双位调节3.其他三位或更多位的调节。
(⼆)⽐例调节规律(P )1.⽐例放⼤倍数(K )2.⽐例度δ3.⽐例度对过渡过程的影响(如图2-24所⽰)4.调节作⽤⽐例调节能较为迅速地克服⼲扰的影响,使系统很快地稳定下来。
通常适⽤于⼲扰少扰动幅度⼩、符合变化不⼤、滞后较⼩或者控制精度要求不⾼的场合。
(三)⽐例积分调节规律(PI )1.积分调节规律(I )(1)概念:调节器输出信号的变化量与输⼊偏差的积分成正⽐==?t I t I dt t e T dt t e K t u 00)(1)()(式中:K I 为积分速度,T I 为积分时间。
过程装备控制技术及应用习题及参考答案第一章控制系统的基本概念1.什么叫生产过程自动化?生产过程自动化主要包含了哪些内容?答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。
主要包含:①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。
2.自动控制系统主要由哪几个环节组成?自动控制系统常用的术语有哪些?答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。
自动控制系统常用的术语有:被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数,如锅炉汽包的水位,反应温度;给定值(或设定值)y s——对应于生产过程中被控变量的期望值;测量值y m——由检测原件得到的被控变量的实际值;操纵变量(或控制变量)m——受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号;干扰f——引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;偏差信号(e)——被控变量的实际值与给定值之差,即e=y m-y s控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
3.什么是自动控制系统的方框图?它与工艺流程图有什么不同?答:自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线(带有箭头的线段)、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。
其中每一个分块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特性的数学表达式;方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。
采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究。
而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程,即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。