化工仪表及自动化_厉玉鸣1[1].控制系统的基本概念ppt课件.ppt

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1、控制系统的基本概念概述控制系统的组成控制系统的方框图控制系统的分类控制系统的过渡过程及其性能指标1．1概述1.1.1生产过程自动化系统所包含的内容1.1.2过程装备控制的任务和要求一些概念过程装备控制生产过程自动化1.1.1生产过程自动化系统包含的内容利用自动化装置来管理生产过程的方法就是生产过程自动化。指在过程设备上，配上一些自动化装置以及合适的自动控制系统来代替操作人员的部分或全部直接劳动，使设计、制造、装配、安装等在不同程度上自动地进行①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统1.1.1生产过程自动化系统包含的内容在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装

2、配定位….汽车尾气分析交通监测将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型分类信息（包括轴数、轴距、轮距、单双轮胎）、车速监测、收费站地磅、闯红灯拍照、停车区域监控、交通数据信息采集（道路监控）及机场滑行道等。压电式脚踏报警器火灾感知传感器及玻璃球洒水喷头烟雾传感器当发生火灾时，温度升高使玻璃球爆裂，高压自来水自动喷出。过锡炉洗衣机液位控制1.1.2过程装备控制的任务和要求安全性经济性稳定性2.要求:1.任务:主要针对过程装备的一些重要参数进行控制使其稳定在保证生产运行的范围内1.2控制系统的组成1.2.1过程装备的控制1.2.2控制系统的组成1.2.1过程装备的控制工

3、业生产过程都是在一定的温度、压力、浓度、物位等工艺条件下进行的。为此，必须对这些工艺变量进行控制，使其稳定在保证生产正常运行的实现控制要求，通常有两种方式选择：人工控制和自动控制。锅炉汽包水位控制人工控制自动控制自动控制与人工控制的区别?自动控制满足信号变化速度快、控制要求高的场合。测量仪表控制仪表自动调节阀大大降低了人的劳动强度人的观察人工控制、思考手动操作对应仪表的速度远远高于人的速度1.2.2控制系统的组成一个自动控制系统主要由两大部分组成：起控制作用的全套自动控制装置(测量仪表、变送器、控制仪表以及执行器)．自动控制装置控制下的生产设备(锅炉、反应器、换热器

4、)自动控制系统主要由那几部分组成？被控对象测量元件和变送器调节器执行器1.2.2控制系统的组成1.3控制系统的方框图一些控制系统常用术语：被控变量y测量值ym给定值(或设定值)ys偏差信号e控制信号u操纵变量(控制变量)m干扰或外界扰动f1．4控制系统的分类1．4．1按给定值的特点划分1．4．2按系统输出信号对操纵变量影响划分1．4．3按系统的复杂程度划分1．4．4按系统克服干扰的方法划分1．4．1按给定值的特点划分定值控制系统随动控制系统程序控制系统1.4.2按系统输出信号对操纵变量影响划分闭环控制开环控制1．4．3按系统的复杂程度划分简单控制系统复杂控制系统复杂

5、控制系统1．4．4按系统克服干扰的方法划分反馈控制系统前馈控制系统前馈—反馈控制系统1．4．4按系统克服干扰的方法划分反馈控制系统1．4．4按系统克服干扰的方法划分前馈控制系统1．4．4按系统克服干扰的方法划分前馈—反馈控制系统l.5控制系统的过渡过程及其性能指标1．5．1控制系统的过渡过程1．5．2控制系统的性能指标1．5.1控制系统的过渡过程1．5．2控制系统的性能指标两大类标准:过渡过程的质量指标:偏差积分性能指标:(1)过渡过程的质量指标定值控制系统随动控制系统以阶跃响应曲线形式表示的质量指标最大偏差A对一个定值控制系统来说，最大偏差是指过渡过程中被控变量第

6、一个波的峰值与给定值的差，如图的A；在随动控制系统中，通常采用另一个指标—超调量σ过渡过程的质量指标是过渡过程曲线上同方向的相邻两个波峰与余差之差之比，即B1:B2，一般用n:1表示。回复时间ts振荡周期T余差衰减比n是指被控变量从过渡状态回复到新的平衡状态的时间间隔，即整个过渡过程所经历的时间是指过渡过程终了时，被控变量新的稳态值与设定值之差过渡过程的第一个波峰与相邻的第二个同向波峰之间的时间间隔称为振荡周期(或称工作周期)T假定控制系统希望输出与实际输出分别为r(t)和y(t)，则定义误差(又称偏差)e(t)为当系统有余差时，可定义(2)偏差积分性能指标(2)偏

7、差积分性能指标作业1：思考题与习题(p1516)2，3,15，16过程装备控制技术及应用某化学反应器工艺规定操作温度为400±150C，考虑安全因素，调节过程中温度偏离给定值不得超过600C。现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示。试求该过渡过程的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间(按被控变量进入新稳态值的±2％为准)和振荡周期，并说明该调节系统能否满足工艺要求。作业2