化工自動(dòng)化儀表期末復(fù)習(xí)摘要

1、 .化工自動(dòng)化儀表期末復(fù)習(xí)摘要第一章 自動(dòng)控制系統(tǒng)概述1.單元組合儀表之間用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)聯(lián)系：氣動(dòng)儀表（QDZ系列）：20-100kPa氣壓信號(hào)；電動(dòng)儀表信號(hào)：（A）DDZ系列：0-10mA直流電流信號(hào)；（B）DDZ系列：4-20mA（1-5V）直流電流信號(hào)。2.專用術(shù)語：被控過程（被控對(duì)象）：自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、設(shè)備或機(jī)器。被控變量：被控過程內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)。操縱變量：受控制器操縱的用以克服干擾的影響，使被控變量保持設(shè)定值的物料量或能量。擾動(dòng)：除操縱變量外，作用于被控過程并引起被控變量變化的因素。被控過程：鍋爐汽包被控變量：汽包液位操縱變量：水的流量擾動(dòng)：水

2、壓力、蒸汽流量實(shí)例 設(shè)定值：工藝參數(shù)所要求保持的數(shù)值。偏差：被控變量實(shí)際值與設(shè)定值之差。負(fù)反饋：將被控變量送回輸入端并與輸入變量相減3.閉環(huán)控制與開環(huán)控制：閉環(huán)控制：在反饋控制系統(tǒng)中，被控變量的值被送回輸入端，與設(shè)定值進(jìn)行比較，根據(jù)偏差進(jìn)行控制，控制被控變量，這樣，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)。閉環(huán)控制的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：按偏差進(jìn)行控制，使偏差減小或消除，達(dá)到被控變量與設(shè)定值一致的目的。閉環(huán)控制的缺點(diǎn)：控制不夠及時(shí)；如果系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)配合不當(dāng)，系統(tǒng)會(huì)引起劇烈震蕩，甚至?xí)瓜到y(tǒng)失去控制。開環(huán)控制：根據(jù)擾動(dòng)信號(hào)的變化來進(jìn)行控制。開環(huán)控制的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）：不需要對(duì)被控變量進(jìn)行測量，只根據(jù)輸入信號(hào)進(jìn)行控制，控制很

3、及時(shí)。環(huán)控制的缺點(diǎn)：由于不測量被控變量，也不與設(shè)定值相比較，所以系統(tǒng)受到其他擾動(dòng)作用后，被控變量偏離設(shè)定值，無法消除偏差，這是開環(huán)控制的缺點(diǎn)。4.閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成（P5）：e(t):偏差u(t):控制作用（控制器輸出）q(t):操縱變量c(t):被控變量y(t):測量值r(t):設(shè)定值控制器：比較機(jī)構(gòu)和控制裝置的組合；廣義對(duì)象：過程、執(zhí)行器、檢測變送的組合。5.自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類：定值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。6.自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程及品質(zhì)指標(biāo)：定值控制系統(tǒng)過渡過程的形式(階躍擾動(dòng))：發(fā)散振蕩單調(diào)發(fā)散等幅振蕩衰減振蕩單調(diào)衰減自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)：（1）最大動(dòng)態(tài)偏差（emax）

4、：對(duì)于定值控制系統(tǒng)，過渡過程的最大動(dòng)態(tài)偏差是指被控變量第一個(gè)振蕩波的峰值與設(shè)定值之差。即：圖中的A（2）衰減比n：第一個(gè)波的振幅與同方向第二個(gè)波的振幅之比。即：注：n1：衰減振蕩；n=1：等幅振蕩；n0 （B）負(fù)遷移：xmin 0.6：認(rèn)為工作特性與理想特性相同。0.3S0.6：S0.3 （流量特性畸變很大）：節(jié)能運(yùn)行，可以進(jìn)行靜態(tài)非線性補(bǔ)償。控制閥的理想流量特性1線性2對(duì)數(shù)3快開快開閥：在開度較小時(shí)就有較大流量，隨著開度的增大，流量很快就達(dá)到最大，隨后在增大開度時(shí)流量的變化很小，故稱為快開特性。（3）工作流量特性：實(shí)際上控制閥的前后壓差是變化的。配管系數(shù)S：控制閥全開時(shí)，控制閥上壓差pv 與

5、系統(tǒng)總壓差p之比。即：。S=1時(shí)，系統(tǒng)的總壓差全部降在控制閥上，工作流量特性就表現(xiàn)為理想流量特性。一般希望S值最小不低于0.3。（4）動(dòng)態(tài)特性：氣動(dòng)薄膜控制閥膜頭是一個(gè)空間，它可以看作為一個(gè)氣容，從控制器到氣動(dòng)薄膜控制閥膜頭間的引壓管線有氣容和氣阻，所以管線和膜頭是一個(gè)由氣阻和氣容組成的一階滯后環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)的大小取決于氣阻和氣容。（5）控制閥口徑的確定：依據(jù)：流通能力。6.閥門定位器（了解）：功能：接受控制器的輸出信號(hào)，然后將該信號(hào)成比例地輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)閥桿移動(dòng)以后，其位移量又通過機(jī)械裝置負(fù)反饋?zhàn)饔糜陂y門定位器，它與執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。采用閥門定位器，可以增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出功率，

6、改善控制閥的性能。目前較多使用電動(dòng)控制器，控制閥較多使用氣動(dòng)控制閥。閥門定位器的作用：（1）改善閥的靜態(tài)特性（2）改善閥的動(dòng)態(tài)特性：改變了閥原來的一階滯后特性，減小時(shí)間常數(shù)，使之成為比例特性。一般地，氣壓傳送管線超過60m時(shí)，應(yīng)采用閥門定位器。（3）改善閥的流量特性通過改善反饋凸輪的形狀（4）用于分程控制（5）用于閥門的反向動(dòng)作可改變閥的氣開、氣關(guān)特性7.控制閥流量特性的選擇：選擇原則：使整個(gè)廣義對(duì)象具有線性特征。8.控制閥氣開、氣關(guān)的選擇：選擇原則：安全原則。第六章 控制器（調(diào)節(jié)器）1.概述：控制器是控制系統(tǒng)的核心。作用：控制執(zhí)行器，改變操縱變量，使被控變量符合生產(chǎn)要求。分類：按能源形式分類

7、：氣動(dòng)、電動(dòng)；按信號(hào)類型分類：模擬式、數(shù)字式；按結(jié)構(gòu)形式：基地式、單元組合式、組裝式、集散控制系統(tǒng)。2.基本控制規(guī)律：定義：是指控制器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的關(guān)系?？刂破鞯妮斎胄盘?hào)e(t)：是測量值y(t)與被控變量的設(shè)定值之差 ，即e(t)=y(t)-r(t)；控制器的輸出信號(hào)u(t)：是送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制命令?？刂埔?guī)律就是控制器的輸出信號(hào)u(t)隨輸入信號(hào)e(t)變化的規(guī)律。3.PID控制算法：（1）比例度：定義：控制器輸入的變化相對(duì)值與相應(yīng)的輸出變化相對(duì)值之比的百分?jǐn)?shù)，表達(dá)式為：（必記）（其中，C為儀表系數(shù)）（具體而言：使控制器的輸出變化滿刻度時(shí)，輸入信號(hào)必須改變?nèi)砍痰陌俜种畮祝?duì)

8、于單元組合儀表，有：。比例度對(duì)系統(tǒng)過渡過程的影響：在擾動(dòng)（如負(fù)荷）及設(shè)定值變化時(shí)有余差存在。 比例度愈大，過渡過程曲線愈平穩(wěn)，余差也愈大。比例度愈小，過渡過程曲線振蕩愈厲害。當(dāng)比例度減小到某一數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)等幅振蕩，此時(shí)的比例度稱為臨界比例度k。在擾動(dòng)作用下，主要取決于余差，小則余差小，所以最大偏差也小；在設(shè)定作用下，最大偏差取決于超調(diào)量，小則超調(diào)量大，所以最大偏差就大。（參見右圖）（2）比例控制特點(diǎn)（存在余差）：是最基本、最主要、應(yīng)用最普遍，它能迅速克服擾動(dòng)的影響，使系統(tǒng)很快穩(wěn)定。適用場合：擾動(dòng)幅度較小、負(fù)荷變化不大、過程時(shí)滯較小或控制要求不高的場合。（3）積分作用特點(diǎn)：（A）消除余差，

9、卻降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性（B）落后性：積分控制作用總是滯后于偏差的存在。積分時(shí)間TI定義：在階躍偏差作用下，控制器的輸出達(dá)到比例輸出的兩倍所經(jīng)歷的時(shí)間，就是積分時(shí)間TI 。積分時(shí)間TI越大，直線越平坦，說明積分作用越弱。隨著TI減小，則積分作用增強(qiáng)，消除余差較快，但控制系統(tǒng)的振蕩加劇，系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。積分飽和：積分飽和指的是一種積分過量現(xiàn)象。解決積分飽和問題的常用方法是采用PI-P控制規(guī)律。另外，還有積分限幅法，變速積分法等。（4）微分作用特點(diǎn)（超前控制）：理想微分器在階躍偏差信號(hào)作用下的開環(huán)輸出特性是一個(gè)幅度無窮大、脈寬趨于零的尖脈沖，輸出只與偏差的變化速度有關(guān)。微分時(shí)間TD越大，微分作用越強(qiáng)

10、。由于微分在輸入偏差變化的瞬間就有較大的輸出響應(yīng)，因此微分控制被認(rèn)為是超前控制，適用于容量滯后。（5）實(shí)際PID控制：（必記）式中第一項(xiàng)為比例（P）部分，第二項(xiàng)為積分（I）部分，第三項(xiàng)為微分（D）部分。Kc為比例增益，KD為微分增益；TI為積分時(shí)間；TD為微分時(shí)間，A為階躍信號(hào)。適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔茫涸谪?fù)荷變化劇烈、擾動(dòng)幅度較大或過程容量滯后較大的系統(tǒng)中，適當(dāng)引入微分作用，可在一定程度上提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量。如右圖所示：TD太?。簩?duì)系統(tǒng)的控制指標(biāo)沒有影響或影響甚微，如曲線1；TD適當(dāng)：系統(tǒng)的控制指標(biāo)將得到全面的改善，如曲線2；TD過大：引入的微分作用太強(qiáng)，可能導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈的振蕩，如曲線3。 如果要

11、求引入微分作用后仍然保持原來的衰減比n，則可適當(dāng)減小控制器的比例度。適用場合：用于時(shí)滯大的場合，特別是在溫度控制系統(tǒng)。理想微分器在階躍偏差信號(hào)作用下的開環(huán)輸出特性階躍偏差下的積分控制器開環(huán)輸出特性階躍偏差作用下的實(shí)際比例微分開環(huán)輸出特性階躍偏差作用下的比例控制器的開環(huán)輸出特性（6）P、I、D開環(huán)輸出特性：實(shí)例 某臺(tái)PID控制器偏差為1mA時(shí)，輸出表達(dá)式為（t單位為分鐘）。試問：（1）這是什么控制規(guī)律？（2）求出控制器各個(gè)控制參數(shù)。（3）畫出其開環(huán)輸出特性圖。解：；又有。（1） PD控制規(guī)律。（2） 解之得：KC=2，KD=5，TD=5。（3）開環(huán)輸出特性曲線：為KCA=2，KCKDA=10曲線

12、如右圖所示：4.模擬式控制器：（1）DDZ-型電動(dòng)單元控制器：輸入信號(hào)為來自變送器或轉(zhuǎn)換器的15V直流測量信號(hào)，設(shè)定信號(hào)為15V直流信號(hào)，兩者相比較得到偏差信號(hào)，然后對(duì)此信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算后，輸出15V或420mA直流控制信號(hào)給執(zhí)行器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝變量的控制。（2）控制器的工作狀態(tài)有“自動(dòng)”、“軟手動(dòng)”、“硬手動(dòng)”及“保持”四種：軟手動(dòng)微調(diào)；硬手動(dòng)粗調(diào)；保持無擾動(dòng)切換（輸出值保持不變）。（3）控制器的“內(nèi)”“外”設(shè)定開關(guān)：內(nèi)定值控制；外隨動(dòng)控制。（4）控制器的“正”、“反”作用開關(guān)：由u和e的方向決定，同向?yàn)檎饔?。?dāng)控制器置于“正”作用時(shí)，控制器的輸出隨著正偏差的增加而增加。控制器“正”、“

13、反”作用開關(guān)不能隨意選擇，要根據(jù)工藝要求及控制閥的氣開、氣關(guān)情況來決定，保證控制系統(tǒng)為負(fù)反饋。 實(shí)例 如圖所示的液位控制系統(tǒng)，如果閥的氣開、氣關(guān)特性發(fā)生改變，控制器的正、反作用也應(yīng)該發(fā)生改變。假設(shè)閥門選用氣關(guān)閥：假設(shè)液位上升：要使液位下降：e和u同向（箭頭同向）選正作用控制器。假設(shè)閥門選用氣開閥：假設(shè)液位上升：要使液位下降：e和u反向（箭頭反向）選反作用控制器。蒸汽加熱反應(yīng)釜實(shí)例 如圖蒸汽加熱反應(yīng)釜控制系統(tǒng)，工藝要求釜內(nèi)溫度不得過高，試確定調(diào)節(jié)器的正、反作用。解：（1）確定控制閥的氣開、氣關(guān)特性：工藝要求釜內(nèi)溫度不得過高，也就是說，供氣中斷時(shí)熱源關(guān)斷應(yīng)選氣開閥。（2）確定調(diào)節(jié)器的正、反作用：

14、控制器應(yīng)選反作用第七章 簡單控制系統(tǒng)1.被控變量的選擇原則：（1）合理性與獨(dú)立性：盡量選擇能直接反映產(chǎn)品質(zhì)量的變量作為被控變量。（2）直接指標(biāo)與間接指標(biāo)：所選被控變量能滿足生產(chǎn)工藝穩(wěn)定、安全、高效的要求。（3）可測與可控：必須考慮自動(dòng)化儀表及裝置的現(xiàn)狀。2.操縱變量的選則原則：（1）操縱變量必須是工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。（2）操縱變量應(yīng)該是系統(tǒng)中所有被控變量的輸入變量中對(duì)被控變量影響最大的一個(gè)。控制通道的放大系數(shù)K要盡量大一些，時(shí)間常數(shù)T適當(dāng)小些，滯后時(shí)間盡量小。（3）不宜選擇代表生產(chǎn)負(fù)荷的變量作為操縱變量。（4）工藝上的合理性和方便性。3.選擇控制規(guī)律時(shí)注意：（1）微分作用對(duì)過程的容量滯后有效

15、，而對(duì)過程控制通道存在純滯后無效。（2）積分控制可以消除余差，但會(huì)帶來積分飽和。 4.控制器的參數(shù)整定：（1）臨界比例度法：先將控制器設(shè)置為純比例作用，比例度放在較大位置，將系統(tǒng)投入閉環(huán)控制，然后逐步減小比例度并施加干擾作用，直至控制系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩的過渡過程。求得臨界比例度k，臨界振蕩周期Tk。根據(jù)k和Tk查表找控制器應(yīng)該采用的參數(shù)值。（注：控制系統(tǒng)工作在非線性區(qū)，不適用）（2）衰減曲線法：將控制器先設(shè)置為純比例作用，并將比例度放在較大的位置上。將系統(tǒng)投入閉環(huán)控制，在系統(tǒng)穩(wěn)定后，逐步減小比例度，改變?cè)O(shè)定值以加入階躍干擾，觀察過渡過程的曲線，直至衰減比n為4:1。這時(shí)的比例度為S，衰減周期為T

16、S，最后，查表得出控制器應(yīng)該采用的參數(shù)值。（注：加干擾前，控制系統(tǒng)必須處于穩(wěn)定的狀態(tài)；階躍干擾的幅值不能大；不可以過渡過程波動(dòng)頻繁）（3）經(jīng)驗(yàn)整定法：經(jīng)驗(yàn)法整定控制器參數(shù)的關(guān)鍵是“看曲線，調(diào)參數(shù)”。（A）比例度：比例度越大，過渡過程越平緩，余差越大； 比例度越小，過渡過程振蕩越激烈，余差越小，過小，甚至成為發(fā)散振蕩的不穩(wěn)定系統(tǒng)。（B）積分時(shí)間TI：積分時(shí)間越大（積分作用越弱），過渡過程越平緩，消除余差越慢； 積分時(shí)間越?。ǚe分作用越強(qiáng)），過渡過程振蕩越激烈，消除余差快。（C）微分時(shí)間TD：微分時(shí)間越大，微分作用越強(qiáng)。第八章 復(fù)雜控制系統(tǒng)1.常用的復(fù)雜控制系統(tǒng)有：串級(jí)、均勻、比值、分程、選擇性、

17、前饋、多沖量等。2.串級(jí)控制系統(tǒng)（只有一個(gè)執(zhí)行器）：（1）串級(jí)控制系統(tǒng)的基本原理和結(jié)構(gòu)：思想：把時(shí)間常數(shù)較大的被控對(duì)象分解為兩個(gè)時(shí)間常數(shù)較小的被控對(duì)象。例如：加熱爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)【P171】（2）組成原理：將原被控對(duì)象分解為兩個(gè)串聯(lián)的被控對(duì)象。以分解后的兩個(gè)被控對(duì)象的中間變量作為副被控變量，構(gòu)成一個(gè)副回路（簡單控制系統(tǒng)）。將原被控變量作為主被控變量構(gòu)成主回路。主控制系統(tǒng)控制器的輸出信號(hào)作為副控制系統(tǒng)控制器的設(shè)定值，副控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)作為主被控對(duì)象的輸入信號(hào)。（3）系統(tǒng)的工作方式：副環(huán)既是隨動(dòng)又是定值控制系統(tǒng)；主環(huán)是定值控制系統(tǒng)。（4）副被控變量的選擇原則：必須保證它是操縱變量到主被控變量通

18、道中的一個(gè)適當(dāng)中間變量；使主要擾動(dòng)作用于副對(duì)象上，使副對(duì)象包含適當(dāng)多的擾動(dòng)；主、副對(duì)象的時(shí)間常數(shù)不能太接近。副控制器控制規(guī)律一般選擇P控制，而且比例度選的較小。（5）正、反作用選擇：副控制器正、反作用的選擇根據(jù)調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式來確定。主控制器正、反作用的選擇根據(jù)副被控變量對(duì)主被控變量的影響關(guān)系來確定（與氣開、氣關(guān)無關(guān)）。實(shí)例 下圖所示的加熱爐溫度-壓力串級(jí)控制系統(tǒng)，試分別確定主、副控制器的正、反作用。解：（1）閥的氣開、氣關(guān)特性：依據(jù)安全原則，當(dāng)供氣中斷時(shí)，應(yīng)使控制閥處于全關(guān)閉狀態(tài)，不致燒壞加熱爐，所以應(yīng)選氣開閥。（2）副控制器的正、反作用：選擇反作用。（3）主控制器的正、反作用：主控制

19、器應(yīng)選反作用（T與P反向）。結(jié)論：副調(diào)節(jié)器正、反作用的選擇要依據(jù)閥門的氣開、氣關(guān)特性；主調(diào)節(jié)器正、反作用的選擇與閥門的氣開、氣關(guān)形式無關(guān)。（6）系統(tǒng)投運(yùn)：將主控制器設(shè)定為內(nèi)設(shè)定方式，副控制器設(shè)定為外設(shè)定方式。參數(shù)整定：兩步整定法：先整定副控制器，后整定主控制器。一步整定法：只整定主控制器，副控制器的參數(shù)按經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定。（7）串級(jí)控制系統(tǒng)適用場合：采用簡單控制質(zhì)量較差，或要求被控變量的誤差范圍很小，簡單控制系統(tǒng)不能滿足工藝要求。當(dāng)對(duì)象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁的情況。復(fù)雜控制系統(tǒng)中用的最多的一種。3.均勻控制系統(tǒng)（與簡單定值系統(tǒng)外形一致）：（1）均勻控制的目的：從控制方案出發(fā)，解決前后工序供求

20、矛盾，達(dá)到前后兼顧協(xié)調(diào)工作（如使液位和流量均勻變化）。（2）采用均勻控制的前提條件：系統(tǒng)需要控制的兩個(gè)或多個(gè)變量的要求不是很高，可以在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。（3）均勻控制的特點(diǎn)：表征前后供求矛盾的兩個(gè)變量在控制過程中都應(yīng)該是緩慢變化的。前后互相聯(lián)系又互相矛盾的兩個(gè)變量應(yīng)保持在所允許的范圍內(nèi)波動(dòng)。（4）實(shí)現(xiàn)方法：通過控制器的參數(shù)整定來實(shí)現(xiàn)。（5）注意：微分作用與均勻矛盾，故不能采用微分作用。（6）與定值控制系統(tǒng)區(qū)別：區(qū)別在于控制器的控制規(guī)律選擇和參數(shù)整定。均勻控制系統(tǒng)要求：不選擇微分作用，參數(shù)整定上一般比例度大于100%，積分時(shí)間要長，才能滿足均勻控制。均勻控制系統(tǒng)所控制的變量允許有一定波動(dòng)，對(duì)余差無

21、要求。4.比值控制系統(tǒng)：（1）目的：是為了實(shí)現(xiàn)幾種物料按一定比例混合，使生產(chǎn)安全、正常地進(jìn)行。（2）定義：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。（3）主動(dòng)量與從動(dòng)量：主動(dòng)量（主流量）：在需要保持比值關(guān)系的兩種物料中，必有一種物料處于主導(dǎo)地位，稱此物料為主動(dòng)量(FM)。從動(dòng)量（從流量）：另一種物料按主物料進(jìn)行配比，在控制過程中隨主物料而變化，因此稱為從動(dòng)量(FS)。（4）比值控制系統(tǒng)分類：單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、變比值控制系統(tǒng)。（5）單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)與串級(jí)控制系統(tǒng)的區(qū)別：結(jié)構(gòu)上：沒有主對(duì)象、主控制器；本質(zhì)區(qū)別：串級(jí)中，副變量是操縱變量到主被控變量之

22、間的一個(gè)中間變量，會(huì)影響主被控變量，在比值中，從動(dòng)量不會(huì)影響主動(dòng)量。（6）特點(diǎn)：從動(dòng)量控制系統(tǒng)既是一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)又是一個(gè)定值控制系統(tǒng)。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)能克服從動(dòng)量的波動(dòng)，使其隨主動(dòng)量的變化而變化，使它們保持比值關(guān)系。（7）雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)：雙閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)際上是由一個(gè)定值控制系統(tǒng)和一個(gè)隨動(dòng)控制系統(tǒng)組成，它不僅能保持兩個(gè)流量之間的比值，而且能保證總流量不變。適用場合：主要應(yīng)用于總流量需要調(diào)整的場合。5.分程控制系統(tǒng)（需要閥門定位器）：（1）分程控制系統(tǒng)方塊圖及其特性：（2）分程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：簡單控制系統(tǒng)：一個(gè)控制器的輸出信號(hào)只控制一個(gè)執(zhí)行器。分程控制系統(tǒng)：一個(gè)控制器的輸出信號(hào)同時(shí)控制幾個(gè)

23、工作范圍不同的執(zhí)行器。（3）分程的實(shí)現(xiàn)：是通過閥門定位器或電氣閥門定位器來實(shí)現(xiàn)的，將調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)分為幾段，每段控制一個(gè)閥門動(dòng)作。（4）分程控制的應(yīng)用：提高控制閥的可調(diào)比；交替使用不同的控制方式；滿足生產(chǎn)過程不同階段的需要。（5）控制閥的可調(diào)范圍R的計(jì)算：實(shí)例 設(shè)大、小兩個(gè)調(diào)節(jié)閥的最大流通能力分別為CAmax=100，CBmax=4，可調(diào)范圍RA=RB=30，兩個(gè)閥均為氣開閥，試求兩個(gè)閥并聯(lián)后的可調(diào)范圍。解：可得小閥的最小流通能力為當(dāng)大、小閥并聯(lián)組合在一起時(shí)，閥的最小流通能力為0.133，最大流通能力為104，所以調(diào)節(jié)閥的可調(diào)范圍為 6.前饋控制系統(tǒng)（可測不可控）：（1）概念：反饋控制（閉環(huán)

24、控制）：控制器按照被控變量與設(shè)定值的偏差來進(jìn)行控制。存在的問題：當(dāng)被控變量偏離設(shè)定值，產(chǎn)生偏差后才進(jìn)行控制，使得控制作用滯后。前饋控制（開環(huán)控制）：控制器根據(jù)擾動(dòng)或設(shè)定值的變化按補(bǔ)償原理進(jìn)行工作。特點(diǎn)：擾動(dòng)產(chǎn)生后，被控變量還未變化之前，根據(jù)擾動(dòng)的大小施加控制，控制超前。（2）反饋與前饋的對(duì)比：前饋控制特點(diǎn)：(1)是開環(huán)控制系統(tǒng)(2)控制及時(shí)(3)只能克服所測量的擾動(dòng)反饋控制特點(diǎn)：(1)是閉環(huán)控制系統(tǒng)(2)控制滯后(3)可克服所有擾動(dòng)（3）采用前饋控制系統(tǒng)的條件：擾動(dòng)可測但是不可控。變化頻繁且變化幅度大的擾動(dòng)。擾動(dòng)對(duì)被控變量影響顯著，反饋控制難以及時(shí)克服。第九章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

25、的發(fā)展（記住縮寫及名稱）：時(shí)間縮寫名稱最初DDC直接數(shù)字控制系統(tǒng)（集中控制系統(tǒng)）20世紀(jì)70年代DCS集散控制系統(tǒng)（集中管理、分散控制）20世紀(jì)60年代PLC可編程邏輯控制器20世紀(jì)末FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)目前及未來CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIPS計(jì)算機(jī)集成過程系統(tǒng)2.集散控制系統(tǒng)：（1）定義：集散控制系統(tǒng)又稱為分散型控制系統(tǒng)（Distributed Control System）,簡稱為DCS系統(tǒng)，是對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種全新的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（2）主要特征：集中管理和分散控制。（3）具體有以下幾個(gè)方面：分級(jí)遞階結(jié)構(gòu)；采用微機(jī)智能技術(shù)；豐富的功能軟件包；采用局部網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)；友善的人機(jī)接口；高可靠性。3