3.根据实验所得响应曲线,把广义对象当作有纯滞后的一阶惯性环节:
G0(s)?KoKo1/?e??os另有版本写成:G0(s)?e??os?e??s
To?s?1To?s?1To?s?1找出广义对象的特性参数K0、T0、?0
Ko??y/(ymax?ymin)?x/(xmax?xmin)1Po?Ko
4.响应曲线法整定参数的公式
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5.4-5.几种整定方法的比较
综合习题、实用题
1.简单控制系统由哪几部分组成?
答:简单过程控制系统的结构与组成:指由一个测量变送器、一个控制器、一个执行器(控制阀)和一个对象(四个基本环节)所构成的单闭环控制系统。
2.为什么希望控制通道放大系数K0要大、时间常数T0小、纯滞后时间?0越小越好?而干扰通道的放大系数Kf尽可能小、时间常数Tf尽可能大?
答:控制通道放大系数K0大,操纵变量的变化对被控变量的影响就大、控制作用对扰动的补偿力强、余差也小;但K0太大,会使系统的稳定性下降。
在相同的控制作用下,时间常数T0小,被控变量变化快;但时间常数T0过大或太小,在控制上都存在一定困难。 滞后时间?0的存在,使得控制作用总是落后于被控变量的变化,造成被控变量的最大偏差增大、控制质量下降。 干扰通道:
放大系数Kf大,对控制作用不利,因此尽可能小;时间常数Tf大,扰动作用比较平缓,被控变量变化平稳。
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3.对某过程控制系统的对象采用衰减曲线法试验时测得
PS?30%,Tr?5s。试用衰减曲线法按衰减比
n?10:1确定PID调节器的参数。
解:查表6-3:计算PID参数
P?0.8PS/?0.8?30%?24%;TI?1.2Tr?1.2?5?6s;TD?0.4Tr?0.4?5?2s4.对某过程控制系统的对象采用衰减曲线法试验时测得
PS?50%,TS?10s。试用衰减曲线法按衰减比
n?4:1确定PID调节器的参数。
解:查表6-3:计算PID参数
P?0.8PS?0.8?50%?40%;TI?0.3TS?0.3?10?3s;TD?0.1TS?0.1?10?1s5.某控制系统用n?4:1衰减曲线法确定调节器的参数,测得?S?50%,TS?5min。试确定采用PI 作用和PID作用时的控制器参数。
解:查表:计算PI参数
??1.2?S?1.2?50%?60%;TI?0.5TS?0.5?5?2.5min计算PID参数
??0.8?S?0.8?50%?40%; TI?0.3TS?0.3?5?1.5min;TD?0.1TS?0.1?5?0.5min6.某控制系统采用DDZⅢ型控制器,用临界比例度法确定调节器的参数;测得:
?K?30%,TK?3min。试确定采用PI作用和PID作用时的控制器参数。
解:查表:计算PI参数
??2.2?K?2.2?30%?66%;TI?0.85TK?0.85?3?2.55min计算PID参数
??1.7?K?1.7?30%?51%;TI?0.5TK?0.5?3?1.5min;TD?0.125TK?0.125?3?0.375min7.某控制系统用临界比例度法确定调节器的参数,测得?K?20%,TK?4min。试确定采用P作用、PI作用和PID作用时的控制器参数。
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解:查表:P作用时的参数
??2?K?40%
计算PI参数
??2.2?K?2.2?20%?44%;TI?0.85TK?0.85?4?3.4min计算PID参数
??1.7?K?1.7?20%?34%;TI?0.5TK?0.5?4?2min;TD?0.125TK?0.125?4?0.5min8.某控制系统用n?4:1衰减曲线法确定调节器的参数,测得?S?40%,TS?6min。试确定采用P作用、PI作用和PID作用时的控制器参数。
解:查表:计算P作用参数
???S?40%
计算PI参数
??1.2?S?1.2?40%?48%;TI?0.5TS?0.5?6?3min计算PID参数
??0.8?S?0.8?40%?32%; TI?0.3TS?0.3?6?1.8min;TD?0.1TS?0.1?6?0.6min'9.某控制系统用n?10:1衰减曲线法确定调节器的参数,测得?S?50%,Tr?2min。试确定采用PI作用和
PID作用时的控制器参数。
解:查表:计算PI参数
??1.2?S'?1.2?50%?60%;TI?2Tr?2?2?4min计算PID参数
??0.8?S'?0.8?50%?40%; TI?1.2Tr?1.2?2?2.4min;TD?0.4Tr?0.4?2?0.8min每六章常用高性能过程控制系统
6.0.前言
1.当对象的滞后较大,干扰比较剧烈、频繁时,采用简单控制系统往往控制质量较差,满足不了工艺上的要求,
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这时,可考虑采用串级控制系统。
2.前馈控制的原理是:当系统出现扰动时,立即将其测量出来,通过前馈控制器,根据扰动量的大小改变控制变量,以抵消扰动对被控参数的影响。
6.1.串级控制系统
6.1-1.串级控制系统基本结构及工作过程 1.结构特点:
⑴系统有两个闭合回路,形成内外环。主变量是工艺要求控制的变量,副变量是为了更好地控制主变量而选用的辅助变量。
⑵主、副调节器是串联工作的,主调节器的输出作为副调节器的给定值。 6.1-2.串级控制系统特点
1.主环控制通道时间常数缩短,改善了系统的动态性能。
2.副回路的引入,提高了系统的工作频率,也改善了系统的动态性能。 3.串级系统特点总结:
⑴对进入副回路的干扰有很强的克服能力;
⑵改善了被控过程的动态特性,提高了系统的工作频率;对进入主回路的干扰控制效果也有改善; ⑶对负荷或操作条件的变化有一定自适应能力。 6.1-3.串级控制系统的设计与参数整定 6.1-4.串级控制系统的适用范围
1.适用于容量滞后较大的过程:选容量滞后较小的辅助变量,减小时常,提高频率
2.适用于纯滞后较大的过程:(图6-9, )工艺要求:过滤前的压力稳定在250Pa;特点:距离长,纯滞后时间长。仿丝胶液压力与压力串级控制
3.适用于干扰变化剧烈、幅度大的过程: 4.适用于参数互相关联的过程: 5.适用于非线性过程
6.1-5.串级控制系统的主要特点有: 1.对进入副回路的干扰有很强的抑制能力;
2.能改善控制通道的动态特性,提高系统的快速反应能力; 3.对非线性情况下的负荷或操作条件的变化有一定的适应能力。 6.1-5.主、副调节器调节规律的选择
1.主调调节器调节规律:定值控制;副调调节器调节规律:随动控制 2.主被控参数要无静差→调节器调节规律为PI,PID调节;
3.副被控参数允许有静差→调节器调节规律:P,不引入PI;为保稳定,P选大时,可引入积分;不引入微分。
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