自動化工程設計

2023-01-09 12:27:07 字數 1770 閱讀 8872

二、控制系統執行的重要準則

1.被控物件動態特性-----物件的輸出量(被控制量)與輸入量間的函式關係,即物件的數學模型

2.描述方法

參量形式---微分方程、傳遞函式、差分方程、狀態空間描述

非參量形式---響應曲線或資料**(階躍響應、脈衝響應、頻率響應)

3.物件數學模型的建立:機理分析法實驗辯識法

4.容量係數c:物件都具有一定貯存物料或能量的能力,其貯存能力的大小稱為容量係數,簡稱容量。

物理意義是:被控引數改變乙個單位量時,所需物件物質或能量貯存量的改變量。

5.物件阻力:物質或能量在傳遞中存在阻力,因此需給予推動流體(或能量)流動的壓差(如電位差、水位差、溫度差等)。

物件阻力的普遍式可寫為

6.自平衡能力:被控物件受到擾動作用,平衡狀態被破壞後,不需要操作人員或控制裝置的干預,能夠依靠其自身重新恢復平衡,則物件具有自平衡能力。

物件有無自平衡能力完全取決於物件自身的結構。自平衡能力實質上是物件自身具有的內部負反饋形成的。

無自平衡能力物件:被控物件受到擾動作用,平衡狀態被破壞後,必需操作人員或控制裝置的干預,才能夠重新恢復平衡狀態的物件,稱為無自平衡能力物件。

無自平衡能力物件在擾動作用下,被控制量發生變化,而被控制量對流出量或流入量沒有影響,即物件內部不存在負反饋作用。

7. 調節閥的流量特性是指介質流過調節閥的相對流量q/qmax與相對位移(即閥芯的相對開度)l/l之間的關係。即q/qmax=f(l/l)

為分析方便,稱閥前後的壓差不隨閥的開度變化的流量特性為理想流量特性;

閥前後的壓差隨閥的開度變化的流量特性為工作流量特性。

8.9.下圖為同一物件pid控制過程:

1-p控制,系統存在靜態偏差適用於通道滯後較小、負荷變化不大、允許被控量在一定範圍內變化的系統。如壓縮機貯氣罐壓力控制、貯液槽的液位控制、串級控制系統中的副迴路

3-pi控制,無靜態偏差但動態偏差增大,調節時間增加;適用於滯後較小、負荷變化不大、被控量不允許有餘差的控制系統。如流量、壓力和要求較嚴格的液位控制系統

4-pd控制,微分控制作用使動態偏差減小,調節時間縮短,有靜態偏差,但比p控制的靜態偏差小;

5-pid控制,控制質量最好;適用於負荷變化大、容量滯後大、控制質量要求又很高的控制系統。如溫度控制、ph控制

2-i控制,無靜差,動態偏差最大,調節時間最長。

比例控制作用的特點是保證過程的穩定性;積分控制作用的特點是保證控制過程作無差控制;微分控制作用的特點是補償控制物件的容積遲延和慣性,從而改善控制品質

10.選擇操縱量的一般原則:

(1)控制通道的放大係數適當大些,時間常數適當小些,純滯後時間愈小愈好。特別是比值τ。/t。

小些,對控制質量更有利;(2)干擾通道的放大係數kd應盡可能小,時間常數td大一些,容量滯後τc愈大,則有利於控制;干擾作用點位置要遠離被控量的檢測點,即向執行器靠近為好;干擾的頻率與系統工作頻率要相差三倍以上;當出現幅值太大的干擾時,應考慮設計乙個單獨的控制系統予以克服,或採取其它措施盡量減小它的幅值。

(3)當廣義物件具有多個時間常數時,應盡量設法使它們越錯開越好。

(4)注意工藝操作的合理性、經濟性。

2. 1)體積大和較重的電器元件應安裝在電器安裝板的下方,而發熱元件應安裝在電器安裝板的上面。

2)強電、弱電應分開,弱電應遮蔽,防止外界干擾。

3)需要經常維護、檢修、調整的電器元件安裝位置不宜過高或過低。

4)電器元件的布置應考慮整齊、美觀、對稱。外形尺寸與結構類似的電器安裝在一起,以利安裝和配線。

5)電器元件布置不宜過密,應留有一定間距。如用走線槽,應加大各排電器間距,以利佈線和維修。

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