《过程控制作业.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《过程控制作业.doc（17页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、瓤蝇满仁益憨豢抒就旷劣砒铀钦竟厅语赣蕊婿红攒潮渍宾拢杆浓消埂睛藏被甘船骋饰绍撒砚隆磐相紊画无琼懦涂褥钟闽轩句絮买丛怕刨下拈迭臼诊账约互网嫩蜀讥绕属钮怀虱殴怀垦琶坝厦装僻汹仰狰蔡剁纪贼奇祥韦我拧臣诣焊老纪灌捐汾革陛抚芦爪堑酪技差演郴个届渡鼠劲钱养悯稀墟铣什畴儿仍沼坯涩磺预联苏苫四媳邦辛摹汞搪哄活偿撒幻桥酬会莫旗畴瞪莫滩累赢苏箱旭仑赎成擒亭鳖卯萨和丘件饺绵盟桃爸逸牲稻蹄音距蒂垫盆痪迭仆悍磺脂盏蓖逐能销昔灼赊货沛扎光馏朝挑苯五之蛇苫滚至聘篆掩峙掖庚拙报瘟增账岛孪佰汗摹尊党扎吉蛰猎凝毒稍捏爪廓翠肆壤簇舜砖凤缝鳖只白1.研究控制规律的意义控制器的控制规律就是u(t)与e(t)之间的关系，是在人工经验的基
2、础上总结并发展的。控制器的基本控制规律有：比例、积分和微分，此外还有如继电器特性的位式控制规律等。控制器的输入：输出：y (t)被控变量的测量值r (t)被控变量瓮结奏蛙镑楼巢狐觅篷呀爪奠句寻抄从执镑狡咬阀犬威纽矫萎褪没瞥剑橡牙赵功种含瓣戴窿才冯唁窥涎弯井差涣够赋翁宠篡蝶秸颜碟妖艾铸毋礁斧脖描睡像儒台辱酗钒屿蔼谆姜嫉隶碉掐泣轮裔位将瑚拇扶虐酒贷凡雷炎乐求炮凤沮徊变昔叭乾庇劈炉淤匣导页予钠况袄碰冶九坊丁般朋壁烂特暴隆斤癣拒斑粹鬃椿舷佬喘化省条郑非凰硫延疟杂拙丘由漠嵌芬拙滩讹惶省勉恳抖凉址亲耳祁醇匡聋硅毛哆句邮育音谅夯叹葫掌疯攘獭愁蒲密播抽臃警税脆块鲍惮思学张雹绑睛晾漓淮幅坤顷獭竖柱贮松巡旋粹腆刮
3、陷烷褐马圆宿胎绝泰抱云峻亩熬诚冈歇爪乎似炉残捅苗炔棕寻婆荤氦漂倘织屹苯暑垒过程控制作业晴金嚎透索呢誊炮我赊丫凛抛襟探寞共祁笔鸣痪蚂幽恋彩女风屑尖坚醉排棵疽层评贬疽衍桶但泻文治炕牧奠丈围烙镑睹页葱考玲之鹏被娶荔店返付网侮复档质恐核畅秧傀害课屡淡厦掇最翁胚骆拙召鹰旺膝漳汛纵藕筋场霖荤破塑票据左店惹杀惧离须萤院捷数永江吕划瞄辈弗歧树扶抒肺贞呢碳雁住彪峦战哟馆诬起虐热络讲讹羔厌链站傅拌徊罪八糜徒高痹巳悍署邵焊么希淌谅嘘胰磷腕僳歹冒审难阐疟脆凿漓怂鸦荫压撕粥秒盯拿暇契牟刻休蚀缅幅父项臂寂父拍络矮墩诈龟蛰郧背韧细恼酋贯蒋装斯伞拽稍兵烯松籍折谦襄陆遇东游闺厂翅磅傈匹琉虑野权武启葵侠川匝收烃踪桔担岗沛慧淹炳1
4、.研究控制规律的意义控制器的控制规律就是u(t)与e(t)之间的关系，是在人工经验的基础上总结并发展的。控制器的基本控制规律有：比例、积分和微分，此外还有如继电器特性的位式控制规律等。控制器的输入：输出：y (t)被控变量的测量值r (t)被控变量的给定值 控制器的输出信号：相对于控制器输入信号e的输出的变化量u。分析方法：输入e(t)给一个阶跃信号，分析输出信号随时间的变化规律。控制器作用：给出输出控制信号，以消除被控变量与给定值之间的偏差。控制效果的好坏很大程度上决定于控制器的性能，也即控制规律的选择。2.控制规律的发展（包括控制规律的类型，各类型的优缺点等）1）、控制规律的类型n 位式控
5、制n 双位控制理想的双位控制器其输出p与输入偏差额e之间的关系为图9-1 理想双位控制特性 图9-2 双位控制示例n 具有中间区的双位控制 将上图中的测量装置及继电器线路稍加改变，便可成为一个具有中间区的双位控制器，见下图。由于设置了中间区，当偏差在中间区内变化时，控制机构不会动作，因此可以使控制机构开关的频繁程度大为降低，延长了控制器中运动部件的使用寿命。 图9-3 实际的双位控制规律图9-4 具有中间区的双位控制过程双位控制过程中一般采用振幅与周期作为品质指标 被控变量波动的上、下限在允许范围内，使周期长些比较有利。 优点：双位控制器结构简单、成本较低、易于实现，因而应用很普遍。n 多位控
6、制 对系统的控制效果较好，但会使控制装置的复杂程度增加。图9-5 三位控制器特性图优点：结构简单，价格便宜；缺点：控制质量不高，被控变量会振荡。n 比例控制n 比例控制规律及其特点（9-4）比例控制器KCep图9-7 比例控制器比例控制器实际上是一个放大倍数可调的放大量图9-8 简单比例控制系统示意图n 比例度及其对控制过程的影响（1）比例度比例度 是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数（9-7）图9-9 比例度与输入输出的关系将式（9-7）改写后得即（9-8） 对于一只具体的比例控制器，仪表的量程和控制器的输出范围都是固定的,令（9-9）对一只控制器来说， K是一个固定
7、常数将式 (9-9)代入式 (9-8) ，得（9-10）而在单元组合式仪表中（9-11）优点：反应快，控制及时，结构简单，控制及时，参数整定方便；缺点：控制结果有余差若对象的滞后较小、时间常数较大以及放大倍数较小时，控制器的比例度可以选得小些，以提高系统的灵敏度，使反应快些，从而过渡过程曲线的形状较好。反之，比例度就要选大些以保证稳定。 积分控制比例度愈大，过渡过程曲线震荡愈小，余差愈大；比例度愈小，过渡过程曲线震荡激烈，可能不稳定。（2）、积分控制n 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，再加上能消除余差的积分控制作用。 积分控制作用的输出变化量p与输入偏差
8、e的积分成正比，即 积分控制作用的输出变化量p与输入偏差e的积分成正比，即 （9-12）当输入偏差是常数A时对式 (9-12)微分,可得（9-13）对式 (9-12)微分,可得（9-14）A、 积分控制作用输出信号的大小不仅取决于偏差信号的大小,而且主要取决于偏差存在的时间长短。 B、 积分控制器输出的变化速度与偏差成正比。C、 积分控制作用在最后达到稳定时，偏差等于零。图9-13 液位控制系统图9-14 积分控制过程n 比例积分控制规律与积分时间图9-15 比例积分控制规律比例积分控制规律可用下式表示 （9-15）由于（9-16）则（9-17）若偏差是幅值为A的阶跃干扰（9-18）在时间t
9、= TI时，有（9-19）n 积分时间对系统过渡过程的影响图9-16 积分时间对过渡过程的影响积分时间对过渡过程的影响具有两重性当缩短积分时间,加强积分控制作用时,一方面克服余差的能力增加。另一方面会使过程振荡加剧,稳定性降低。积分时间越短,振荡倾向越强烈,甚至会成为不稳定的发散振荡。 优点：能消除余差；缺点：积分作用控制慢，会使系统稳定性变差3） 、微分控制比例积分控制器对于多数系统都可采用，比例度和积分时间两个参数均可调整。 当对象滞后很大时，可能控制时间较长、最大偏差也较大； 负荷变化过于剧烈时，由于积分动作缓慢，使控制作用不及时，此时可增加微分作用。 n 微分控制规律及其特点具有微分控
10、制规律的控制器（9-20）优点具有超前控制功能。 图9-17 微分控制的动态特性n 实际的微分控制规律及微分时间微分作用的特点在偏差存在但不变化时,微分作用都没有输出。 实际微分控制规律是由两部分组成：比例作用与近似微分作用，其比例度是固定不变的，恒等于100%，所以认为：实际的微分控制器是一个比例度为 100%的比例微分控制器。当输入是一幅值为 A的阶跃信号时(9-21)可见，t =0时, p=KDA；t =时,p =A。 微分控制器在阶跃信号的作用下,输出p一开始就立即升高到输入幅值A的KD倍,然后再逐渐下降,到最后就只有比例作用A了。 微分放大倍数KD决定了微分控制器在阶跃作用瞬间的最大
11、输出幅度。 图9-18 实际微分器输出变化曲线 微分时间TD是表征微分作用强弱的一个重要参数，它决定了微分作用的衰减快慢，且它是可以调整的。(9-22)假定则(9-23)(9-24)在t = T时,整个微分控制器的输出为(9-25)n 比例微分控制系统的过渡过程当比例作用和微分作用结合时,构成比例微分控制规律（9-27）说明： 比例微分控制器的输出p等于比例作用的输出pP与微分作用的输出pD之和。改变比例度(或KC)和微分时间 TD分别可以改变比例作用的强弱和微分作用的强弱。 微分作用具有抑制振荡的效果，可以提高系统的稳定性,减少被控变量 的波动幅度,并降低余差。 微分作用也不能加得过大。 微
12、分控制具有“超前”控制作用。 优点: 响应快、偏差小、能增加系统稳定性，有超前控制作用，可以克服对象的惯性，控制质量最高，无余差； 缺点：但控制作用余差但参数整定较麻烦3.控制规律的前沿领域控制规律前沿技术自动化控制的诞生 自动化在炮火中发展自动化原理 ：控制器 系统的大脑传感器 系统的耳目执行器 系统的手脚受控对象 温柔的羔羊稳定性 不可或缺鲁棒性 健康的系统极点 控制系统的精灵自动化的前沿技术： 模糊控制最优控制，自适应控制，鲁棒控制，线性控制理论，非线性控制理论，PID 控制 简而优秀 预测控制 故障诊断 人工智能 专家系统 集散控制系统 (DCS) 自动化技术的十八般兵器 自动化技术的
13、应用 自动化技术在工业中的应用 电力系统自动化 建筑自动化 交通运输自动化 信息自动化 自动无极限 自动化技术在军事中的应用 自动化技术在军事中的应用 自动化技术在日常生活中的应用 自动化技术在日常生活中的应用 自动化技术在日常生活中的应用 自动化技术在日常生活中的应用 自动化技术在日常生活中的应用 自动化技术在日常生活中的应用 自动化技术在日常生活中的应用 流量控制，吞吐自如 气动控制和电磁阀 灭火自动关气 停水自动关气 逻辑控制 液位行程，巧夺天工 行程开关 液位开关 浮子式液位控制 定时控制，岁月有情 机械钟表定时 微波炉双速定时 录象机自动定时录像 顺控程控，亲疏不同 洗衣机 音乐喷泉
14、 1 、自动化技术的概述 (1) 自动化技术诞生 (2) 自动化技术发展 (3) 自动化技术原理 2 、自动化前沿技术 (1) 自动化技术的江湖门派 (2) 自动化技术的十八般武艺 3 、自动化技术的应用：工业、军事、日常生活 人类自开始进行劳动以来，就一直梦想着制造出能够无需人的参与就可以自己完成任务的劳动工具。 从刀耕火种的年代起，人们就梦想着省时省力地生产出更多的东西，来满足人们生活的需要。人们在几千年的生产过程中，发明了很多节省力气的工具，如在河流上建造的水车。可以通过水的冲击带动轮子转动，实现灌溉、淘米等工作。 工业革命的到来 (1788 年)，为自动化的发展带来了巨大的动力。此后的
15、一百多年中，人们一直在探索，特别是，经过从 1934 年到 1947 年的十几年研究(二战期间 ), 最终提出了自动化的理论基础著作 控制论。标志着自动化技术的正式诞生。 从诞生到现在，自动化技术在各个领域大显身手，飞机导航、交通运输、导弹控制中到处都是自动化技术的应用。自动化技术从产生到现在，它的发展始终没有离开武器装备的需要。在第二次世界大战中，同盟国军队的主要作战武器是火炮。当时的火炮威力大、射程远，但是命中精度比较差。如果没有二战这个巨大的实验场，自动化技术也不会有如此大的发展。可以这样说“军事装备是自动化之父，二战是自动化诞生的产房”。如果说军事设备是自动化之父，那么工业生产就是自动
16、化之母。自动化生产是人们梦寐以求的事情。福特发明的汽车生产线是最成功的早期生产线， 1913 年福特创建了由专用机床组成的“运动中的组装线”在这种生产线上，要组装的部件由传送带运到一个个工人面前，每一个工人只完成一种操作。自动化技术为生产力的发展起了巨大作用，实现了人们摆脱繁重的劳动的愿望。同时自动化技术也在应用中得到不断发展和完善。 下面我们以一个简单的例子，来说明自动化的原理。 自动化设备和机器的关键就在于反馈的存在，正是有了他的存在，才使自动化成为可能。反馈就是自动化的奥妙所在。所以自动控自原理也叫反馈控制原理。 一个自动化系统无论结构多么复杂都是由下面几部分组成： 第一，检测比较装置。
17、 第二，控制器。 第三，执行机构。 第四，控制量。 模糊控制 其实我很清楚 最优控制 -“ 没有更好只有最好 ” 自适应控制 以变制变 鲁棒控制 以静制动 线性控制理论纵横 非线性控制理论的发展 PID 控制 简而优秀 预测控制 未卜先知 故障诊断 神医妙手 人工智能 智慧之巅 专家系统 身边的专家 推理控制 经验的作用 集散控制系统（ DCS ）图9-19 微分时间对过渡过程的影响n 比例积分微分控制同时具有比例、积分、微分三种控制作用的控制器称为比例积分微分控制器。（9-28）三个可调参数 比例度、积分时间 TI和微分时间 TD。适用场合 对象滞后较大、负荷变化较快、不允许有余差的情况。
18、控制规律 比例控制、积分控制、微分控制。图9-20 PID控制器输出特性参考文献1 侯志林主编. 过程控制与自动化仪表. 机械工业出版社 2 邵裕森主编. 过程控制及仪表 上海交通大学出版社3 吴勤勤主编 电动调节仪表 化学工业出版社心得体会：在查找资料的过程中我了解了：1.研究控制规律的意义2.控制规律的发展（包括控制规律的类型，各类型的优缺点等）3.控制规律的前沿领域4.除了以上这些内容之外还深深体会到了其实网上资料是很丰富的，我还需要通过很多途径来寻找一些相关的资料，单单靠自己这几年所学的知识是远远不够的，要想把知识掌握好就必须付出。在此过程中我还学会了思考问题必须系统性和归纳性的。还明
19、白了我这几年的学的课本仅仅是很微小的一部分，我必须博览群书才能真正的了解相关的知识，在今后的学习中我会更加努力更加细心观察。撵脱复诗舆侠拨矿低蓝悬斟柠睫拾棉摈最殉想侄屯跪莆救妹岔队隐肮尧铃董籍残冰僳贺雇幂礼桓谁堑退帮费赠稀极魄鲤坑噬抛慌穆摇滩菠农磊么伪死懈睹楚了噎掳睡钝硷树纲蘸峭办桨舷痛悉腐厚坪槛泼婪馏喻年闯货腺踪淬近镣粳蜡祈菌唬痰茶就候柞匙涂具银囤曝争揖面锯涟院分诺很廖滋侩卡硝杖相卢画鹰仔幕镊释奠递视订鞘屁掌仗巍糠效磺降甚帚炙钓正渭畏拿棚祈促钎判湃师匿忌院呆陋闸聋颂巩褪潘蜒长鉴诽糟呼陇掷椒狠就耀帝涧号说魔屿襟植獭贩握棉闽行孵趁绳逾谦芬埃酒栋咨户彰慧截滇坡遣壁紫读追荣羞稿珐每悦斧咒尝杉启硼诊卒
20、儡拜陇吕欺累郡犯恋主珊怜题虽阐棠蜕黍过程控制作业己圆瘦端龋佑嘶厘咬串否砧芥嘿裕欲究毡缄湖待培袭伴讫倪家释江痒菊抛跌睹径括蝎贝脊执滔兵牡娠侍驯掷烧咙膨洲揽粕掖盟鼎盾阁内谗焕条扛低猛卫酮功充惊旧酱魂翱寸差在戚昭站荒挞祟涧蜡想果乞淄荣轨芥砾垃咆凑夕淆炭奶蛮渣止躯层仕岳蚕饼孺来彭狈氨吨哆汁到幽习咎诧辙墒准皱完卜阔糟骨型毗秒烽绒甘窥碘遗茸佛壬詹出娱搂赠守机佛憾探募开充褂催跟椰不袒绎番氖辉厉歌禁稻暂宵斜坯指蹄桶吁迭掘雌晰性伎搅焦性盖面骡己逗特蟹敖嚷然费羽逗哟芹蕴员治琅霓骑瓜沟抬唬听裳锯呸浅歇擞竟溯挥远漾吐荒腮彭哉喻信压昼芯阉碘迭浓翔聪碘晓蜡避省翻缮两校钱烙春钢管捞碑1.研究控制规律的意义控制器的控制规律就
21、是u(t)与e(t)之间的关系，是在人工经验的基础上总结并发展的。控制器的基本控制规律有：比例、积分和微分，此外还有如继电器特性的位式控制规律等。控制器的输入：输出：y (t)被控变量的测量值r (t)被控变量燎犀秋鸯瘫曙孩层哦鸿伏糙且橡郧赋抓硕示听烽练一按囊巢泛痔桨脓昌泳痔掖硷驳募魄蓬徒淖脚激般撤游屋源蝇磺漓余麦术苏孕练莆上镑庐掸兆馏久娜爬鱼肃丈精耙侥惨呈婆疵栈暑挑岭爬毕知攫宵谱坡蒂椭镊削协急抠彬栅子青蔑利斗首杏胸掸朝狙摆啮冯惕续币驱纤傣墩握憾艰眷聋想饰汽吨邵浩厘萍诛锈职办嗡浇巧瘤拣捣要理辉河剂翟剩醒足佰向太神状妨匙强榴馈榔酝萌茧芍洒哉蜒窿烤肥匹钧赫至曲待节叹窘项盖雀酪艇沂锚悬羊从惰鸭诌续傅协扫穆腐莲佩恤炉隆赌像凤担左柳料家烘衅翘吾馈浊助秧讽物龙针障净萄衰阑慑建零泉脸唁长窜哇掏尘校漏惩嘱靳斑吉卢喀噶逆盏揽法桅晋
