被控參數(shù)和控制參數(shù)的選取

被控參數(shù)和控制參數(shù)的選取第1頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四下面什么是被控對(duì)象？我們利用空調(diào)、火爐等改變房間溫度步槍射擊

戰(zhàn)場(chǎng)上，我們要消滅敵人自動(dòng)門

投擲飛鏢

“穿針引線”過(guò)程

如果將我們的身體看成是一個(gè)控制系統(tǒng)，在你從書(shū)架上拿出一本你想要的書(shū)的過(guò)程中，身體各部分分別完成什么功能？

第2頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第3頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第4頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第5頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第6頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、被控對(duì)象建模方法第7頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、被控對(duì)象分類：有自平衡能力和無(wú)自平衡能力第8頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第9頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第10頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第11頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第12頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四被控參數(shù)的選取2.3.1第13頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四重要性：被控參數(shù)選擇是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量、穩(wěn)定生產(chǎn)、節(jié)能環(huán)保、改善勞動(dòng)條件等都是非常重要對(duì)設(shè)計(jì)者的要求：深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查研究，熟悉并掌握生產(chǎn)工藝過(guò)程及其操作要點(diǎn)，充分了解那些影響產(chǎn)品質(zhì)量、對(duì)安全生產(chǎn)具有決定意義、能較好地反映工藝生產(chǎn)狀態(tài)變化的參數(shù)。第14頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四選擇方法直接參數(shù)：選擇能直接反映生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量，并能保證生產(chǎn)安全進(jìn)行的參數(shù)間接參數(shù)：當(dāng)關(guān)鍵參數(shù)是需要被控制又難于測(cè)量時(shí)，就可以選那些容易測(cè)量的參數(shù)，再通過(guò)計(jì)算得到關(guān)鍵的參數(shù)，作為被控參數(shù)必須能夠測(cè)量，并保證一定的測(cè)量精度.第15頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四選擇原則選取主要的、代表性的或決定性的參數(shù)各個(gè)被控參數(shù)之間不應(yīng)有明顯的聯(lián)系或強(qiáng)的關(guān)聯(lián)作為一個(gè)系統(tǒng)，所選的被控變量的個(gè)數(shù)不能多于系統(tǒng)的獨(dú)立的自由度的個(gè)數(shù)要考慮工藝過(guò)程的合理性，以及所用儀表的性能第16頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四控制參數(shù)的選取控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的：克服各種干擾因素的影響，使系統(tǒng)按要求運(yùn)行干擾是影響控制系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的破壞因素，控制參數(shù)用來(lái)克服干擾的影響控制參數(shù)的作用就是使被控參數(shù)跟蹤給定值的變化或用來(lái)克服系統(tǒng)的初始偏差2.3.2第17頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四控制參數(shù)的選取原則工藝上考慮?？刂茀?shù)要同對(duì)應(yīng)的被控參數(shù)有密切的關(guān)系，即二者之間要強(qiáng)關(guān)聯(lián)靜態(tài)特性上考慮。使控制通道的放大倍數(shù)盡量的大，而使干擾通道的放大倍數(shù)盡量的小動(dòng)態(tài)特性上考慮。擾動(dòng)通道：時(shí)間常數(shù)越大，對(duì)被控參數(shù)的影響也就越小，控制質(zhì)量就越好；干擾進(jìn)入系統(tǒng)的位置越靠前，它距離被控參數(shù)就越遠(yuǎn)，對(duì)被控參數(shù)的影響也就越小。第18頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四控制參數(shù)的選取原則控制通道：控制通道的時(shí)間常數(shù)可以反映控制作用的強(qiáng)弱，反映控制器的校正作用克服干擾的快慢。若控制通道的時(shí)間常數(shù)太大，被控參數(shù)變化緩慢，控制作用不能及時(shí)發(fā)揮效果，控制質(zhì)量會(huì)較低。若控制通道的時(shí)間常數(shù)太小，控制作用會(huì)很快發(fā)揮效果，克服擾動(dòng)也會(huì)及時(shí)，但是過(guò)渡時(shí)間太短，容易引起系統(tǒng)震蕩，使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，系統(tǒng)容易發(fā)散，也就無(wú)法保證控制質(zhì)量了。第19頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四控制參數(shù)的選取原則時(shí)間常數(shù)要選得合適，不能過(guò)大或過(guò)小。對(duì)于控制通道，放大倍數(shù)要適當(dāng)大一些，時(shí)間常數(shù)要適當(dāng)小一些，純滯后要盡可能的小，如果純滯后時(shí)間大于通道的時(shí)間常數(shù)，就不利于系統(tǒng)的控制。對(duì)于干擾通道，放大倍數(shù)應(yīng)該盡量的小，時(shí)間常數(shù)應(yīng)該盡量的大，干擾進(jìn)入系統(tǒng)的位置應(yīng)該盡量的靠前。對(duì)于多個(gè)時(shí)間常數(shù)的系統(tǒng)，應(yīng)該通過(guò)選取控制參數(shù)使幾個(gè)時(shí)間常數(shù)盡量錯(cuò)開(kāi)，相互之間盡量分離。第20頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四測(cè)量元件與變換器概述一、參數(shù)的測(cè)量參數(shù)檢測(cè)：將被測(cè)參數(shù)經(jīng)過(guò)一次或多次能量的交換，獲得一種便于顯示和傳遞的信號(hào)的過(guò)程。測(cè)量變送單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選取2.４2.4.1第21頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成被測(cè)參數(shù)敏感元件信號(hào)變換信號(hào)傳輸信號(hào)測(cè)量顯示記錄控制+-A/DPLC第22頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、壓力的表示與單位壓力的表示：絕對(duì)壓力單位面積所受到的力相對(duì)壓力（表壓）絕對(duì)壓力與大氣壓之差真空度大氣壓與絕對(duì)壓力之差絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力真空度表壓標(biāo)準(zhǔn)大氣壓2.4.1.1壓力的測(cè)量第23頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、壓力計(jì)的分類與工作原理工業(yè)壓力計(jì)通常按敏感元件的類型進(jìn)行分類：液柱式壓力計(jì)活塞式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì)第24頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.液柱式壓力計(jì)測(cè)量原理：P=h所以h=P/第25頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.活塞式壓力計(jì)測(cè)量原理：

P=G/S

所以G=P?S精確度高常用作標(biāo)準(zhǔn)儀表，檢驗(yàn)其它壓力計(jì)第26頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、彈性式壓力計(jì)與常用壓力表工作原理：采用彈性元件將壓強(qiáng)大小轉(zhuǎn)換為位移量，再通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)和放大，推動(dòng)指針偏移。根據(jù)敏感元件形式的不同可以分為以下3類：彈簧管式壓力計(jì)薄膜式壓力計(jì)波紋管式壓力計(jì)第27頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4、電氣式壓力計(jì)與信號(hào)轉(zhuǎn)換電氣式壓力計(jì)，實(shí)際上是將彈性元件、液柱式壓力計(jì)所產(chǎn)生的微小位移或活塞式壓力計(jì)所產(chǎn)生的力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的一類壓力計(jì)。電氣式壓力計(jì)通常兩部分組成：一次儀表（壓力探頭）：將壓力轉(zhuǎn)換為微弱電參數(shù)；二次儀表：將微弱電參數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。第28頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、壓力計(jì)的選型選型內(nèi)容：類型選擇功能：顯示、報(bào)警、記錄、傳送（數(shù)字、模擬）；介質(zhì)條件：溫度、腐蝕性、粘度、臟污程度等； 如：氨氣表防腐，氧氣表禁油。環(huán)境條件：溫度、震動(dòng)、電磁場(chǎng)等。量程與盤面大小；工作壓力不小于1/3量程，不大于2/3（1/2）量程。盤面大小應(yīng)方便安裝和觀察。精度等級(jí)：根據(jù)工藝需要確定。第29頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常見(jiàn)壓力傳感器外形

工業(yè)壓力變送器數(shù)字壓力變送器通用壓力變送器隔離壓力變送器高溫壓力變送器隔離壓差變送器隔離液位變送器微壓變送器電容壓力變送器隔膜壓力變送器絕壓變送器雙膜壓差變送器微型探針壓力計(jì)暖風(fēng)空調(diào)壓力計(jì)濕式壓力變送器本安壓力變送器OEM血壓計(jì)OEM壓力芯片第30頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四流量的測(cè)量 按測(cè)量途徑分類：速度式流量計(jì)通過(guò)測(cè)量過(guò)流速度，用過(guò)流面積換算成流量。容積式流量計(jì)采用固定溶劑空間逐次衡量過(guò)流容積。質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量可壓縮流體的質(zhì)量通過(guò)量。2.4.1.2第31頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、速度式流量計(jì)根據(jù)測(cè)速方法可以分為以下幾類：壓差流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)電磁流量計(jì)第32頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.壓差流量計(jì)由流體力學(xué)知識(shí)可知，流體通過(guò)孔板節(jié)流裝置后，會(huì)產(chǎn)生一定的壓降。根據(jù)流速和壓降的關(guān)系可以推導(dǎo)出下列方程：通過(guò)測(cè)量孔板前 后壓差即可計(jì)算 出流速和流量。p1p2第33頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.轉(zhuǎn)子流量計(jì)垂直流道中的金屬轉(zhuǎn)子在壓差力和重力的共同作用下平衡。壓差與流速有關(guān)；流速取決于轉(zhuǎn)子的位置。由轉(zhuǎn)子高度可直接讀取通過(guò)的流量；測(cè)量轉(zhuǎn)子位置可進(jìn)一步獲得相應(yīng)的電氣信號(hào)。第34頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.電磁流量計(jì)當(dāng)流道兩側(cè)有磁場(chǎng)作用時(shí)，導(dǎo)電流體在流動(dòng)過(guò)程中切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：Ex=BDv10-12

所以有：

Q=KExEX1EX2第35頁(yè)，共36頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、容積式流量計(jì)容積式流量計(jì)主要包括兩類：