計(jì)算機(jī)過(guò)程控制第二資料講解

1、計(jì)算機(jī)過(guò)程控制第二23GP(S)是包括調(diào)節(jié)閥、被控對(duì)象和回量變送元件在內(nèi)的廣義被控對(duì)象的傳遞函數(shù)；虛線框內(nèi)部分是調(diào)節(jié)器GC(S)。r為設(shè)定值，y為被調(diào)量的實(shí)測(cè)值。45如果被控對(duì)象是一個(gè)冷卻冷卻過(guò)程，并假定冷卻劑調(diào)節(jié)閥的開度隨著U信號(hào)的加大而加大，那么被冷卻介質(zhì)溫度將隨著信號(hào)U的加大而降低。在這個(gè)應(yīng)用中，調(diào)節(jié)器應(yīng)置于正作用方式正作用方式下。678稱為比例帶稱為比例帶：如果u直接代表調(diào)節(jié)閥開度的變化量， 就代表使調(diào)節(jié)閥開度改變100即從全關(guān)到全開時(shí)所需要的被調(diào)量的變化范圍。只有當(dāng)被調(diào)量（ y ）處在這個(gè)范圍以內(nèi)，調(diào)節(jié)閥的開度（變化）才與偏差成比例。超出“比例帶”以外，調(diào)節(jié)閥已處于全關(guān)或全開的狀態(tài)，

2、此時(shí)調(diào)節(jié)器的輸入與輸出已不再保持比例關(guān)系，而調(diào)節(jié)器至少也暫時(shí)失去其控制作用了。9調(diào)節(jié)器的比例帶習(xí)慣用它相對(duì)于被調(diào)量測(cè)量?jī)x表的量程的百分?jǐn)?shù)表示。例如，若測(cè)量?jī)x表的量程為1000C，則 50%就表示被調(diào)量需要改變500C才能使調(diào)節(jié)閥從全關(guān)到全開。 根據(jù)P調(diào)節(jié)器的輸入輸出測(cè)試數(shù)據(jù)，很容易確定它的比例帶的大小。1011121314151617181920212223I調(diào)節(jié)的特點(diǎn):無(wú)差調(diào)節(jié),穩(wěn)定作用比P調(diào)節(jié)差。式 表明，只有當(dāng)被調(diào)量偏差e為零時(shí),I調(diào)節(jié)器的輸出才會(huì)保持不變。調(diào)節(jié)器的輸出卻可以停在任何數(shù)值上。這意味著被控對(duì)象在負(fù)荷擾動(dòng)下的調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束后，被調(diào)量沒有殘差，而調(diào)節(jié)閥則可以停在新的負(fù)荷所要求的開

3、度上。 24I調(diào)節(jié)也稱為浮動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)也稱為浮動(dòng)調(diào)節(jié):其調(diào)節(jié)閥開度與當(dāng)時(shí)被調(diào)量的數(shù)值本身沒有直接關(guān)系，因此互調(diào)節(jié)也稱為浮動(dòng)調(diào)節(jié)。穩(wěn)定作用比穩(wěn)定作用比P調(diào)節(jié)差調(diào)節(jié)差：對(duì)于非自衡的被控對(duì)象采用P調(diào)節(jié)時(shí)，只要加大比例帶總可以使系統(tǒng)穩(wěn)定（除非被控對(duì)象含有一個(gè)以上的積分環(huán)節(jié)）；如果采用I調(diào)節(jié)則不可能得到穩(wěn)定的系統(tǒng)(P20)。I調(diào)節(jié)時(shí)其調(diào)節(jié)過(guò)程的進(jìn)行總比采用調(diào)節(jié)時(shí)其調(diào)節(jié)過(guò)程的進(jìn)行總比采用P調(diào)節(jié)時(shí)緩慢，表現(xiàn)在振蕩頻率較低。用調(diào)節(jié)時(shí)緩慢，表現(xiàn)在振蕩頻率較低。用I調(diào)節(jié)取代調(diào)節(jié)取代P調(diào)節(jié)就會(huì)降低系統(tǒng)的振蕩頻率調(diào)節(jié)就會(huì)降低系統(tǒng)的振蕩頻率。在穩(wěn)定邊界上若采用P調(diào)節(jié)則被控對(duì)象須提供1800相角滯后。若采用I調(diào)節(jié)則被控對(duì)象

4、只須提供900相角滯后。2526272829303132殘差的消除是PI調(diào)節(jié)器積分動(dòng)作的結(jié)果。正是積分部分的閥位輸出使調(diào)節(jié)閥開度最終得以到達(dá)抵消擾動(dòng)所需的位置。比例部分的閥位輸出up在調(diào)節(jié)過(guò)程的初始階段起較大作用，但調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束后又返回到擾動(dòng)發(fā)生前的數(shù)值。 33343536373839404142A8：為比例積分運(yùn)算放大器，RI，C2：起積分作用，C1， C2 ：起比例作用。Ah：比較放大器，用于比較兩個(gè)輸入E0和Eh和E。控制場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)S的通斷 Eh值可由電位器設(shè)置。 開關(guān)S斷開時(shí)，電路進(jìn)行正常的比例積分運(yùn)算。如輸入一個(gè)負(fù)的階躍電壓一Ei，輸出電壓E0變化如圖實(shí)線所示。E0增大到Eh以后，

5、比較放大器Ah的輸出使S閉合。此時(shí)R1， RI和C1 并聯(lián)，C2 R 2并聯(lián)。由于R1 R 2阻值很小，且R1= R 2，所以電路成為1：1的反相器。這E0立刻減小到與Ei相等的數(shù)值。一旦輸出降低至Eh以下，開關(guān)S重新斷開，積分作用又將使E。增大，反復(fù)交替。宏觀看來(lái)E。維持在Eh。4344454647根據(jù)PD調(diào)節(jié)器的斜坡響應(yīng)也可以單獨(dú)測(cè)定它的微分時(shí)間TD，如果沒有微分動(dòng)作，u按虛線變化。微分動(dòng)作的引入使輸出的變化提前一段時(shí)間發(fā)生，而這段時(shí)間就等于TD 。 PD調(diào)節(jié)器有導(dǎo)前作用，其導(dǎo)前時(shí)間即調(diào)節(jié)器有導(dǎo)前作用，其導(dǎo)前時(shí)間即是微分時(shí)間是微分時(shí)間TD 。48工業(yè)工業(yè) PD調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，通常都忽略較小的時(shí)間常數(shù)（由于微分KD數(shù)值較大，該式分母中的時(shí)間常數(shù)實(shí)際上很小），直接取 為 PD調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。4950圖219表示同一被控對(duì)象分間采用P調(diào)節(jié)器和PD調(diào)節(jié)器并整定到相同的衰減率時(shí)，兩者階躍響應(yīng)的比較。適度引入微分動(dòng)作后，由于可以適度引入微分動(dòng)作后，由于可以采用較小的比例帶，結(jié)果不但減小了殘差，而且采用較小的比例帶，結(jié)果不但減小了殘差，而且也減小了短期最大偏差，且提高了振蕩頻率。也減小了短期最大偏差，且提高