简单控制系统.ppt

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1、简单控制系统17:44控制系统的分类17:44简单控制系统的定义：由一个被控对象、一个检测变送单元、一个控制器和一个执行器所组成的单闭环负反馈控制系统叫做简单控制系统，也称为单回路控制系统。简单控制系统的方块图？17:44执行器被控对象测量变送控制器执行器被控变量设定值扰动接受控制器的输出的控制信号，改变操纵变量，使被控变量向设定值靠拢的装置，称为执行器。最常用的执行器是控制阀，也称调节阀。17:44执行器执行器是控制系统最薄弱的环节。自控系统出故障，70%都是执行器出问题。原因：执行器与介质（操纵变量）直接接触(强)腐蚀性、(高)粘度、(易)结晶、高温、

2、深冷、高压、高差压17:44执行器执行机构是根据控制器的控制信号产生推力或位移的装置。执行器的组成执行机构调节机构调节机构是根据执行机构输出信号去改变能量或物料输送量的装置，通常指控制阀。17:44执行器图气动薄膜调节阀的外形和内部结构1－薄膜2－平衡弹簧3－阀杆4－阀芯5－阀体6－阀座PO气动执行机构调节机构12345617:44执行器执行器分类1.电动执行器；根据驱动信号的不同，执行器分为三种形式2.气动执行器；3.液动执行器。（推力最大，笨重，很少使用）其中，气动薄膜调节阀应用最为广泛。17:44执行器气动薄膜调节阀1、接受20~100KPa的标准气

3、压信号；2、在膜片上产生推力；3、推动阀杆产生位移；4、带动阀芯动作。17:44执行器气动薄膜执行机构的正反作用气源PO气源PO反作用执行机构（ZMB）正作用执行机构（ZMA）17:44执行器气动薄膜调节机构的正反作用正作用：阀芯向下，阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积减少。反作用：阀芯向上，阀杆下移时，阀芯与阀座间的流通面积增大。正作用反作用17:44执行器反作用反作用正作用正作用四种组合正作用正作用反作用反作用气关式气关式气开式气开式气开式：气信号增加，阀门开度增大。气关式：气信号增加，阀门开度减小。17:44执行器气开式与气关式的选择生产安全。气信

4、号中断，控制阀复位，应能确保生产工艺设备的安全。如果阀处于打开位置时危害性小，应用气关式；反之，阀处于关闭时危害性小，则应选用气开阀例一：加热炉的燃料进料阀应采用？气开阀，即当信号中断时应切断进炉燃料，以免炉温过高发生事故。例二：控制进入设备的易结晶气体的控制阀，应选用？气关阀，以防堵塞。17:44执行器控制阀的流量特性理想流量特性，即在阀的前后压差固定的条件下，流量与阀杆位移之间的关系，它完全取决于阀的结构参数。理想流量特性主要有线性、等百分比及快开三种。这三种特性完全取决于阀芯的形状，不同的阀芯曲面可以得到不同的理想流量特性。17:44执行器快开：平板

5、结构线性：曲面形状，“瘦”等百分比：曲面形状，“胖”17:44执行器17:44阀门定位器阀门定位器接受控制器的输出信号，然后将控制器的输出信号成比例地输出到执行机构，当阀杆移动以后，其位移量又通过机械装置负反馈作用于阀门定位器阀门定位器的工作机理控制器阀门定位器执行机构控制阀17:44阀门定位器分类17:44阀门定位器YT-1000R-PTM（带反馈）电气阀门定位器SIEMENS西门子阀门定位器6DR5115-0EG00-0AA09800元1050元17:44阀门定位器力矩平衡气信号执行机构力矩平衡电-气阀门定位器具有两个重要特点：1、具有电气转换作用2、

6、具有阀门定位功能工作原理方框图：17:44控制规律双位控制理想的双位控制器其输出p与输入偏差e之间的关系为特点：控制器只有两个输出，相应的执行器只有开和关两个极限位置。双位控制又称为开关控制。17:44控制规律继电器电磁阀17:44控制规律比例控制(P)比例控制规律及其特点比例控制器KCeΔu图4-7比例控制器e（偏差）为控制器的输入信号，Δu为输出信号（变化量），KC为比例增益（放大倍数），KC越大，比例作用越强。比例控制器实际上是一个放大倍数可调的放大量17:44控制规律比例度比例度与比例增益成反比。比例度越小，则比例增益越大，比例控制作用就越强；反之

7、，比例度越大，则比例增益越小，比例控制作用就越弱。结论17:44比例度对过渡过程的影响实现快速控制17:44控制规律积分控制（I）一、积分控制规律及其特点当对控制质量有更高要求时，就需要在比例控制的基础上，再加上积分控制作用。积分控制作用的输出变化量Δu与输入偏差e的积分成正比，即表示积分速度注意：具有积分控制规律的控制器，其输出信号的大小，不仅决定于偏差信号的大小，还取决于偏差存在时间的长短。17:44控制规律比例积分控制规律（PI）与积分时间（）比例积分控制规律是比例作用与积分作用的叠加，其数学表达式为：为比例增益，为积分时间，比例积分控制器的传递函数

8、为：17:44控制规律1、积分时间越小，积分作用越强。反之，积分时