第二章 热工过程动态特性及求取.
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控制作用μ干扰作用λ被调量G 0μ(s )G 0λ(s )图1-9 对象的输入、输出量第二节 热工控制对象的动态特性一、概述自动控制系统是由控制对象和自动控制设备组成的,控制对象是自动控制系统中的一个重要组成部分。
控制对象的输出就是控制系统的被调量,控制对象的输入信号是引起被调量变化的各种因素(包括扰动作用和控制作用),如图1-9所示。
要分析研究控制系统的工作质量,设计或改造自动控制系统,首先必须分析控制对象的动态特性,并根据它来正确地选择和使用自动控制设备,确定调节器的最佳整定参数,使控制设备与控制对象相互协调配合,构成一个合理的控制系统,才能获得预期的控制效果,对于机组运行人员来说,熟悉控制对象的动态特性,也是正确使用好控制系统的必要前提:所以,研究热工控制对象的动态特性,是研究控制系统、实现生产过程自动化的基础工作。
控制对象的动态特性就是控制对象在动态变化过程中各种输入信号与输出信号之间的关系。
对象的输入量至输出量的信号联系称之为通道;控制作用到输出量(被调量)的信号联系称为控制通道;干扰作用至输出量的信号联系称为干扰通道。
一般热工对象对于不同的输入信号所引起的被调量的变化特性是不同的,或者说同一对象的不同信号通道的传递函数(或微分方程)不同。
要全面了解对象的动态特性,就要了解各通道的动态特性,这往往是比较困难的。
由于控制通道在控制系统中的闭环以内,而控制作用又是经常、自动、反复地进行,所以它的动态特性较强地影响控制系统的稳定性。
影响控制对象输出的扰动分为外部扰动和内部扰动。
凡是来自控制系统之外,引起被调量发生变化的各种原因,都称为外扰,而控制系统内部的扰动称为内扰。
例如给水控制系统,给水流量和蒸汽流量的变化都会引起水位变化,但蒸汽流量的变化是用户需求变化引起的,调节系统本身无法控制,是系统的外扰,而给水母管压力变化引起的给水流量的变化是调节系统可以控制的,是系统的内扰。
外扰通道在控制系统的闭环以外,在一般情况下,外扰是随机的、短暂的、一次发生的,所以它的动态特性只影响调节过程中的被调量的幅值。