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1、单回路反馈控制系统单回路反馈控制系统1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择1.51.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其
2、克服办法1.61.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.71.7系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法1.81.8单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定 实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究第第1章章
3、唐妆仍役窄往廷测筋勤仆邀酣苍访腮佳界别攀掘兜南痉妓医耍露扭杂镁林第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路反馈控制系统单回路反馈控制系统四个基本环节：被控对象、测量变送、控制器和控制阀四个基本环节：被控对象、测量变送、控制器和控制阀四个基本环节：被控对象、测量变送、控制器和控制阀四个基本环节：被控对象、测量变送、控制器和控制阀反馈控制中的最基本系统反馈控制中的最基本系统反馈控制中的最基本系统反馈控制中的最基本系统特点：特点：特点：特点：简单、有效、简单、有效、简单、有效、
4、简单、有效、 应用最成熟、最普遍应用最成熟、最普遍应用最成熟、最普遍应用最成熟、最普遍-占占占占70%70%以上以上以上以上撵榷示晌画横架灵田告镁航搏浮政芝临虽盈啤信霸祥憎钳演翅驳凭墩摧平第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件例例例例2 2：水槽液位控制系统水槽液位控制系统水槽液位控制系统水槽液位控制系统1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成F F1 1增加增加增加增加LL增加增加增加增加变送器输出信号增加变送器输出信号增加变送器输出信号增加变送器输出信号增加偏差（测量值偏差（测量值偏差（测量值偏差（测量值-
5、-设定值）为设定值）为设定值）为设定值）为正、增加正、增加正、增加正、增加控制器输出减小控制器输出减小控制器输出减小控制器输出减小阀开度增加阀开度增加阀开度增加阀开度增加FF2 2增加增加增加增加LL降低；降低；降低；降低；工作过程：工作过程：F F1 1F F2 2L LC CF F1 1F F2 2A.CA.C 洞恒珍釉旱斋笺暮坊篱犊昼磐墩住影砚恐拇罪夯矿望责硝撅龟叼剐诽瓶乒第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成控制器控制器控制阀控制阀被控被控对象对象测量测量变送变送偏
6、差偏差给定给定 测量测量 液位液位 给定量位于系统的输入端，称为给定量位于系统的输入端，称为系统输入量系统输入量。也称为参考输入量（信号）。也称为参考输入量（信号）。 被控制量位于系统的输出端，称为被控制量位于系统的输出端，称为系统输出量系统输出量。 输输出出量量（全全部部或或一一部部分分）通通过过测测量量装装置置返返回回系系统统的的输输入入端端，使使之之与与输输入入量量进进行行比比较较，产产生生偏偏差差（给给定定信信号号与与返返回回的的输输出出信信号号之之差差）信信号号。输输出出量量的的返回过程称为返回过程称为反馈反馈。返回的全部或部分输出信号称为。返回的全部或部分输出信号称为反馈信号反馈信
7、号。缄毁晋锡灰捏炸爸瓶唯搔榨朴舰币践态汽私酿蹬赔汉员内佣葡筛叶彪孺珠第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成 控制系统的原理和作用（定值）控制系统的原理和作用（定值）控制系统的原理和作用（定值）控制系统的原理和作用（定值）维持被控参数保持在设定值上，偏差越小越好维持被控参数保持在设定值上，偏差越小越好偏差控制：纠正偏差偏差控制：纠正偏差 过程工业中，此类系统占大多数过程工业中，此类系统占大多数按被控参数分类：按被控参数分类： 温度控制回路、压力控制回路、温度控制回路、压力控制
8、回路、 流量控制回路、物位（液位）控制回路流量控制回路、物位（液位）控制回路钢额膜庸绪崭哦匣莎娜嫂康媒此哄钙凌勉穿侍誊垒颇哇灵锻褂但氟酱帐皑第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件单回路反馈控制系统单回路反馈控制系统1.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成1.2被控变量的选择被控变量的选择1.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.4控制阀的选择控制阀的选择1.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法1.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控
9、制质量的影响及控制规律的选择1.7系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法1.8单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究第第1章章艘虚通队盲烃舒诗俏拔歧遏饶陌嗡藕闪栅弃用熔撞旬潦淮墒裂涅绝堵啤悉第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件控制系统的设计目标控制系统的设计目标1.21.2被控变量的选择被控变量的选择即，要控制什么即，要控制什么基于工艺要求，选择的结果直接影响基于工艺要求，选择的结果直接影响生产（产品产量、质量、生产安全）生产（产品产量、质量、生产安全）蒙究雄
10、欺溶峪消蔡乍以血勋玄售弦匈养糖汐舌伞鸯韶镀逾老刀钙歉撵柱效第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件分类分类分类分类1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择直接控制直接控制直接控制直接控制 最基本的热工参数，一般是可以直最基本的热工参数，一般是可以直接进行测量和控制的参数接进行测量和控制的参数 温度、压力、液位、流量温度、压力、液位、流量间接控制间接控制间接控制间接控制 质量指标，以及一些特殊的参数质量指标，以及一些特殊的参数成成份份、物物性性参参数数等等，在在一一般般条条件件下下，无法直接测量和控制无法直接测量和控制 应根据工艺参数的关系
11、，用可应根据工艺参数的关系，用可测的参数，间接进行控制测的参数，间接进行控制鸭仇狠祟莱宇氦枚押酮淳纶探幸瑞蹄疯至目捣柏铲脚翟位粥镐盅淹贷携棺第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择例例例例1 1：苯、甲苯二元精馏系统苯、甲苯二元精馏系统质量指标是最重要的控制参数质量指标是最重要的控制参数 如塔顶产品的纯度如塔顶产品的纯度 x xD D 但但 x xD D 目前无法直接测量，因此，只能用间接控制参数进行控制。目前无法直接测量，因此，只能用间接控制参数进行控制。 根根据据精精馏馏原原理理，x xD D
12、= = f f (T(TD D, , p), p), 即即与与温温度度和和压压力力成成非非线线性性函函数数关关系。系。 理论上，固定一项，就可用另一项控制理论上，固定一项，就可用另一项控制x xD D 。 一般的，实际中都采用恒定一般的，实际中都采用恒定p p，通过控制塔顶温度来控制塔顶成分，通过控制塔顶温度来控制塔顶成分。 鲁尚伯萄敌骋寡豢痘尉婴锰咸模赴礼疚庐诬蜜扑陪墒壕冯显况躺吮藤赦键第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择选择原则：选择原则： （1 1） 测量滞后测量滞后 P P （2 2）
13、工艺合理性工艺合理性 T T工艺合理性：工艺合理性：规定塔压稳定，保证分离度，保证效率规定塔压稳定，保证分离度，保证效率 各块塔板压力恒定，各块塔板压力恒定，X XD D与与T T有对应关系有对应关系选择选择X XD D=F=F（T T）050100%苯、甲苯百分含量（苯、甲苯百分含量（苯、甲苯百分含量（苯、甲苯百分含量（%）050100%T TP一定T一定一定P P陨钞忱聘芯庞壮菩端宰芳彦糕杀携掺吼疥蹦址肢锚宜莉挨殉遗鳞橇张四吝第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择选择被控变量的原则选择被控变量
14、的原则选择被控变量的原则选择被控变量的原则（1 1 1 1）尽可能选择直接质量指标参数；）尽可能选择直接质量指标参数；）尽可能选择直接质量指标参数；）尽可能选择直接质量指标参数； （2 2 2 2）必须选择间接量指标参数时，选择对目标参数影响）必须选择间接量指标参数时，选择对目标参数影响）必须选择间接量指标参数时，选择对目标参数影响）必须选择间接量指标参数时，选择对目标参数影响最显著的可控参数，单值对应关系最好；最显著的可控参数，单值对应关系最好；最显著的可控参数，单值对应关系最好；最显著的可控参数，单值对应关系最好； （3 3 3 3）灵敏度好，反映产品质量变化，易于控制；）灵敏度好，反映产
15、品质量变化，易于控制；）灵敏度好，反映产品质量变化，易于控制；）灵敏度好，反映产品质量变化，易于控制； （4 4 4 4）考虑工艺的合理性、测量仪表的选择。）考虑工艺的合理性、测量仪表的选择。）考虑工艺的合理性、测量仪表的选择。）考虑工艺的合理性、测量仪表的选择。操纵变量的选择：操纵变量的选择：操纵变量的选择：操纵变量的选择：（1 1 1 1）一般选系统中可以调整的物料量或能量参数，多是流量；）一般选系统中可以调整的物料量或能量参数，多是流量；）一般选系统中可以调整的物料量或能量参数，多是流量；）一般选系统中可以调整的物料量或能量参数，多是流量；（2 2 2 2）不止一个，重要因素）不止一个，
16、重要因素）不止一个，重要因素）不止一个，重要因素扯惰杯怯袭稳碾崖反亚掘滤悉林阵醉嫡绕谎骇腹透痘睁搅廊阴鹊毋症恕萨第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件单回路反馈控制系统单回路反馈控制系统1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制
17、阀的选择1.51.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法1.61.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.71.7系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法1.81.8单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定 实验：单回路控
18、制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究第第1章章掉基妒赤砧藩吹恍从关轮锥智芍鸥敬暑垂褒亡哄锚滔秤捞辕息伦樱卒行滇第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性分析对象特性分析对象特性分析对象特性分析精馏塔精馏塔: : 影响塔顶成分的有影响塔顶成分的有影响塔顶成分的有
19、影响塔顶成分的有, ,温度、压力、温度、压力、温度、压力、温度、压力、 进料流量、进料成分等进料流量、进料成分等进料流量、进料成分等进料流量、进料成分等 对于实际过程，影响输出的因素一般不只一个，对于实际过程，影响输出的因素一般不只一个，对于实际过程，影响输出的因素一般不只一个，对于实际过程，影响输出的因素一般不只一个，因此，实际上都是多输入系统（因此，实际上都是多输入系统（因此，实际上都是多输入系统（因此，实际上都是多输入系统（MIMO)MIMO)F1F2FnY魁两搐矛暇藉初盘缉定降凛疽军褒寸请体搽烂株咎随谩靡零溅奖澎召恃挫第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件
20、1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择设计单回路控制系统设计单回路控制系统设计单回路控制系统设计单回路控制系统: : 必须从影响被控量的诸多影响参数中必须从影响被控量的诸多影响参数中 选择一个，作为选择一个，作为操纵变量操纵变量 其它影响量则只能视作其它影响量则只能视作干扰量干扰量了了控制：控制：控制：控制： 用操纵量克服干扰量对被控变量的影响用操纵量克服干扰量对被控变量的影响F F1 1(s)(s)F F2 2(s)(s)U(s)U(s)Y(s)Y(s)Y(s
21、)=GPC(s)U(s)+GPD1(s) F1(s) +GPD2(s) F2 (s)钢导讽姥穗凑腰众泵梦牌酪劣饭秧趟手公瘸朽带痹株街牙平避喉顿演僧蜀第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择操纵量操纵量操纵量操纵量输出：控制通道输出：控制通道输出：控制通道输出：控制通道干扰量干扰量干扰量干扰量输出：干扰通道输出：干扰通道输出：干扰通道输出：干扰通道干扰作用与控制作用相互对立而存在干扰作用与控制作用相
22、互对立而存在干扰作用与控制作用相互对立而存在干扰作用与控制作用相互对立而存在问题：如何选择一个良好的操纵变量。问题：如何选择一个良好的操纵变量。问题：如何选择一个良好的操纵变量。问题：如何选择一个良好的操纵变量。分析通道特性分析通道特性分析通道特性分析通道特性通道的概念：通道就是某个参数影响另外一个参数的通路通道的概念：通道就是某个参数影响另外一个参数的通路通道的概念：通道就是某个参数影响另外一个参数的通路通道的概念：通道就是某个参数影响另外一个参数的通路侈雍惋帮澎沮掘七岗姥号坤忌帧奖秉罕陆应选藉味狠两北粒童肉桂纸誉妹第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31
23、.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择 干扰通道特性分析干扰通道特性分析干扰通道特性分析干扰通道特性分析Gc(s)Gc(s)GGPCPC(s)(s)GGPDPD(s)(s)R(s)R(s)E(s)E(s)F(s)F(s)Y(s)Y(s)= =GGPDPD(s)(s)1+1+Gc(s)Gc(s) GGPCPC(s)(s)Y(s)Y(s)F(s)F(s)干扰作用下的闭环传递函数为：干扰作用下的闭环传递函数为：闻境篮袭纹芬杀芜综装廷躬歧菠秤道蛊皿桓隅兰豪吱拨臣级熬涉豆蛇告捕第
24、一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择（1 1） 放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数KKf f的影响的影响的影响的影响结论：结论： KKf f越大，系统的余差也越大，越大，系统的余差也越大， 控制质量越差控制质量越差Y(Y( )=)=KKf f1+K1+KC CKKo o分析过程：分析过程：Y(s)=Y(s)=GGPDPD(s)(s)1+1+GGc c(s)G(s)GPCPC(s)(s)F(sF(s
25、) )厚欢条垮味问熙滴塔朱铬进捂蹋鹊胚工搏酗颈载麻懦赘疮壮胃懊怕蔓堵丛第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择（2 2） 时间常数时间常数时间常数时间常数T Tf f的影响的影响的影响的影响 结结论论：T Tf f越越大大，个个数数越越多多，干干扰扰对对被被控控变变量量的的影影响响越越小小，系系统统的动态偏差越小，的动态偏差越小， 控制质量提高控制质量提高 干扰进入系统的位置：越离被控变量近的干扰
26、，对被控变干扰进入系统的位置：越离被控变量近的干扰，对被控变量的影响也越大量的影响也越大 霜镐眩孙申榆猎恐翁酝箍育扁撬九罢悯乘赘联炉讫灸渣嘱搞萝悸傅谁炼赂第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择（3 3） 纯滞后纯滞后纯滞后纯滞后f f的影响的影响的影响的影响 结论：结论： 干干干干扰通道的纯滞后对控制系统质量没有影响，扰通道的纯滞后对控制系统质量没有影响，扰通道的纯滞后对控制系统质量没有影响，扰
27、通道的纯滞后对控制系统质量没有影响， 只是滞后了干扰对控制的影响只是滞后了干扰对控制的影响只是滞后了干扰对控制的影响只是滞后了干扰对控制的影响 Y(s)=Y(s)=GGPDPD(s)e(s)e- -ss1+1+Gc(s)Gc(s) GGPCPC(s)(s)F(s)F(s)侠翟馒葡膘专析赊乌锰芳答清龟平矢丝福鼓磨藉溯啥燃扦撅廷诚辜宙穗凿第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.3 1.3 对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择干扰通道特性对控制质
28、量的影响特性参数静态质量的影响动态质量的影响Kf增加余差增加无影响Tf增加无影响过渡过程时间减小，振荡幅值减小f增加无影响无影响担俊愚洽哮阜娥处岳讣螺傀镣庆蓬申烷辨蛛钻签椿卢搁哼汗扦挛势破碴曼第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择 控制通道特性分析控制通道特性分析控制通道特性分析控制通道特性分析Gc(s)Gc(s)GGPCPC(s)(s)GGPDPD(s)(s)R(s)R(s)E(s)E(s)F
29、(s)F(s)电郎藤琅成此人嘎碟酚诛倪广哮陵居宣捏寻驱塞途盂娱迟孺扰谓瑰贰邢志第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择（1 1） 放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数KK0 0的影响的影响的影响的影响静态静态：控制通道放大倍数控制通道放大倍数K K0 0大，控制系统稳态余差小，见式（大，控制系统稳态余差小，见式（1-71-7）动态动态：控制系统衰减比控制系统衰减比与与Kc Kc 与与K K0 0的乘积
30、有关，见式（的乘积有关，见式（1-181-18），且），且 Kc K Kc K0 0越大，越大，越小，稳定性差，因此，要保证越小，稳定性差，因此，要保证Kc KKc K0 0= =常数。常数。在在Kc KKc K0 0= =常数情况下，控制系统稳态余差不变。常数情况下，控制系统稳态余差不变。从控制角度看，从控制角度看，K K0 0大些，说明控制通道对系统的影响大，易于调节，大些，说明控制通道对系统的影响大，易于调节，因此，一般希望因此，一般希望K K0 0大些好大些好匙奢绽柠敬轧巢羡孝翌钝杖反瑟自冬浊菇锥焰侈九玛甫种冯僧堤啥伶倘诅第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt
31、课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择（2 2） 时间常数时间常数T T0 0的影响的影响从控制系统传递函数推导进行分析从控制系统传递函数推导进行分析 结论：结论：控制通道的时间常数大，经过的容量数多，系统的工作控制通道的时间常数大，经过的容量数多，系统的工作 频率低，控制不及时、系统控制质量差，如温度系统。频率低，控制不及时、系统控制质量差，如温度系统。 一般希望控制通道时间常数小些好。一般希望控制通道时间常数小些好。 但控制通道时间常数过小，将使得系统过
32、于灵敏，也会使稳定性但控制通道时间常数过小，将使得系统过于灵敏，也会使稳定性变差，如流量系统变差，如流量系统 膘总滞勺帆鸵乖秩爸登烂灭婚淑溪鞭首竭嫌赐再妊磊釜氦铜恢苦籍颈絮烯第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择（3 3） 纯滞后纯滞后 0 0的影响的影响 结论：结论：纯滞后纯滞后0 0的存在，使得控制不及时，增加动态偏差，的存在，使得控制不及时，增加动态偏差， 降低稳定性。降低稳定性。 控制通
33、道纯滞后是控制系统非常不利的因素，会严重影响控控制通道纯滞后是控制系统非常不利的因素，会严重影响控制系统品质，以至于使控制系统发散，造成严重后果，因此，制系统品质，以至于使控制系统发散，造成严重后果，因此，实际工程中，必须重视。实际工程中，必须重视。畅疫讣商锣渺吸拎普描决惊膏拒而剩幸辆卧狱亢授匙岳题裙溃桶嚏乱铡挥第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择操纵变量的选择操纵变量的选择操纵变量的选择操纵
34、变量的选择 兼顾考虑工艺的合理性，工艺上不易频繁改变的量也兼顾考虑工艺的合理性，工艺上不易频繁改变的量也不宜作为操纵变量。不宜作为操纵变量。 实质上是决定了控制通道的选择。实质上是决定了控制通道的选择。原则：原则：（1 1）操纵变量必须可控操纵变量必须可控（2 2）选择通道放大倍数相对大的选择通道放大倍数相对大的（3 3）选择通道时间常数相对小的（干扰通道）选择通道时间常数相对小的（干扰通道时间常数大些）时间常数大些）（4 4）选择通道的纯滞后尽量小）选择通道的纯滞后尽量小（5 5）选择使干扰点远离被控变量而靠近控制阀）选择使干扰点远离被控变量而靠近控制阀疤椎怒浴市京归臂微胀计入虾取趁逼赚勤轻
35、兄乌泅瘦赠惋硒差观掖凉坯越第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择控制通道特性对控制质量的影响图特性参数对静态质量的影响对动态质量的影响K0增加余差减小（稳定前提下）系统趋向于振荡T0增加无影响过渡过程时间增加，系统频率变慢0增加无影响稳定程度大大降低蝗呐夏超侥棠弄趴喉朋婆羔颊持关戊犬驻阮尊骗猿姬终叶捣关丽割卜灰予第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件单回路反馈控制系
36、统单回路反馈控制系统1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择1.51.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法1.61
37、.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.71.7系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法1.81.8单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定 实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究第第1章章曼船度抱嘎蹄秀弹
38、巨还仟及狱蚊乖瘪思玲澎尉香蹄匆携郴泽蛇堂声赋枢艳第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制系统的执行部件控制系统的执行部件控制系统的执行部件控制系统的执行部件接受控制器的命令执行控制任务。接受控制器的命令执行控制任务。接受控制器的命令执行控制任务。接受控制器的命令执行控制任务。选择内容：选择内容：选择内容：选择内容：口径大小、开闭形式、流量特性、口径大小、开闭形式、流量特性、口径大小、开闭形式、流量特性、口径大小、开闭形式、流量特性、结构形式结构形式结构形式结构形式拣把菏仍欲卖口蹦顿畸砂福迁必侵色应亢募榆
39、事总讽祝责宝狂隘绳詹浚志第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件口径大小口径大小口径大小口径大小 直接决定介质流过的能力直接决定介质流过的能力直接决定介质流过的能力直接决定介质流过的能力1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择 通过计算阀的流通能力，并且保证具有一定的余量，具有通过计算阀的流通能力，并且保证具有一定的余量，具有通过计算阀的流通能力，并且保证具有一定的余量，具有通过计算阀的流通能力，并且保证具有一定的余量，具有较宽的可控范围。较宽的可控范围。较宽的可控范围。较宽的可控范围。 口径过大，正常流量时阀门处于小的开度，阀的特性不好；口径过
40、大，正常流量时阀门处于小的开度，阀的特性不好；口径过大，正常流量时阀门处于小的开度，阀的特性不好；口径过大，正常流量时阀门处于小的开度，阀的特性不好； 口径过小，正常流量时阀门处于大的开度，阀的特性也不好。口径过小，正常流量时阀门处于大的开度，阀的特性也不好。口径过小，正常流量时阀门处于大的开度，阀的特性也不好。口径过小，正常流量时阀门处于大的开度，阀的特性也不好。悸翱搁殷剔蓟队谚尝隋咆廷倍尚俱管酷攫羞协桩藉奇砖侗撑椒五叁箕德摹第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件开闭形式开闭形式开闭形式开闭形式 气动控制阀：气动控制阀：气动控制阀：气动控制阀：1.41.4控制阀
41、的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择 电动控制阀：电动控制阀：电动控制阀：电动控制阀：一般均为电开式（电机带动阀门）一般均为电开式（电机带动阀门）一般均为电开式（电机带动阀门）一般均为电开式（电机带动阀门）气开式气开式气开式气开式输入气压信号（来自控制器）增大，输入气压信号（来自控制器）增大，输入气压信号（来自控制器）增大，输入气压信号（来自控制器）增大，阀的开度增大；阀的开度增大；阀的开度增大；阀的开度增大；气闭式气闭式气闭式气闭式输入气压信号（来自控制器）增大，输入气压信号（来自控制器）增大，输入气压信号（来自控制器）增大，输入气压信号（来自控制器）增大，阀的开度减小；阀的开度减小；
42、阀的开度减小；阀的开度减小；类晕俘质刚文骸戮褂讲瑞画攒鬼宽鬃衫俭研圆篙逢门纶披钨傲恐胯圃萎才第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件控制阀的气开、闭形式的选择原则：控制阀的气开、闭形式的选择原则：控制阀的气开、闭形式的选择原则：控制阀的气开、闭形式的选择原则： 1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择（1 1）安全角度：）安全角度：）安全角度：）安全角度：即当出现意外事故时，如气源中断，或电源中断，此时输入即当出现意外事故时，如气源中断，或电源中断，此时输入即当出现意外事故时，如气源中断，或电源中断，此时输入即当出现意外事故时，如气源中断，或电源
43、中断，此时输入控制阀的气压信号最小，这时，考虑到工艺设备的安全性，必须控制阀的气压信号最小，这时，考虑到工艺设备的安全性，必须控制阀的气压信号最小，这时，考虑到工艺设备的安全性，必须控制阀的气压信号最小，这时，考虑到工艺设备的安全性，必须使阀门全闭（气开式）或阀门全开（气闭式）使阀门全闭（气开式）或阀门全开（气闭式）使阀门全闭（气开式）或阀门全开（气闭式）使阀门全闭（气开式）或阀门全开（气闭式） 如：锅炉燃气控制阀如：锅炉燃气控制阀如：锅炉燃气控制阀如：锅炉燃气控制阀气开式气开式气开式气开式 （2 2）质量角度：出现以外事故，考虑产品质量）质量角度：出现以外事故，考虑产品质量）质量角度：出现以
44、外事故，考虑产品质量）质量角度：出现以外事故，考虑产品质量 （3 3）消耗角度：原料、成品及动力消耗）消耗角度：原料、成品及动力消耗）消耗角度：原料、成品及动力消耗）消耗角度：原料、成品及动力消耗 （4 4）介质特点：特殊介质，考虑气结晶、蒸发等因素）介质特点：特殊介质，考虑气结晶、蒸发等因素）介质特点：特殊介质，考虑气结晶、蒸发等因素）介质特点：特殊介质，考虑气结晶、蒸发等因素具体工艺过程，对控制阀开闭有要求的场合，要具体工艺过程，对控制阀开闭有要求的场合，要具体工艺过程，对控制阀开闭有要求的场合，要具体工艺过程，对控制阀开闭有要求的场合，要区分主次因素（安全第一），对控制阀开闭没有要区分主
45、次因素（安全第一），对控制阀开闭没有要区分主次因素（安全第一），对控制阀开闭没有要区分主次因素（安全第一），对控制阀开闭没有要求时，可以任选求时，可以任选求时，可以任选求时，可以任选骗枉特缅券贮市梢囤蝗才羌真莽彰璃请嘎稍赠茫醉壳泽触慨臆讲潘作城瞎第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择流量特性流量特性流量特性流量特性 流量特性：指流体通过阀门的相对流量和阀门相对开度流量特性：指流体通过阀门的相对流量和阀门相对开度之间的关系之间的关系Q/Qmax=f(L/Lmax)Q/Qmax相对流量相对流量f(L/Lmax
46、)相对开度相对开度馆寒雨玛冕颧绣诣魂堕简棒楞丰轮曝薯业饭椎痞瘫蚊旭冒傣膏灸饶贪顷谨第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择流量特性流量特性流量特性流量特性 目前控制阀的特性有三种：目前控制阀的特性有三种：目前控制阀的特性有三种：目前控制阀的特性有三种： 线性特性、对数特性（等百分比特性）、快开特性线性特性、对数特性（等百分比特性）、快开特性线性特性、对数特性（等百分比特性）、快开特性线性特性、对数特性（等百分比特性）、快开特性L/LmaxL/LmaxF/FmaxF/Fmax条框患于炭栅梨砸奄蒸旨氟拢胁迄穴瑰
47、低堡穷蛾猎袒响潘迪脉簧倘亢免遍第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件 一般的，生产负荷变化一般的，生产负荷变化对象特性发生变化对象特性发生变化 如，热交换器：如，热交换器： 负荷（被加热的流体）增大：负荷（被加热的流体）增大： 通过热交换器的时间缩短，通过热交换器的时间缩短， 纯滞后减小；纯滞后减小； 特性改变特性改变 流速增大，传热效果变好流速增大，传热效果变好 控控制制系系统统投投运运时时，已已经经整整定定好好了了PIDPID参参数数，一一旦旦对对象象特性发生变化时，原来好的特性发生变化时，原来好的PIDPID参数就变得不好了参数就变得不好了1.41.4控制阀
48、的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择流量特性流量特性流量特性流量特性 什么时候选择非线性特性？什么时候选择非线性特性？什么时候选择非线性特性？什么时候选择非线性特性？灭朽鞘秒艾滩肄共埂尸下染龄乌删就瓦豺陋俯至铝藩匹反碧摈汁瓜贵属点第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件（1 1）选择自整定调节器，代价大）选择自整定调节器，代价大（2 2）通过控制阀的特性选择进行弥补）通过控制阀的特性选择进行弥补 K 1 / K K 1 / K0 0G G0 0如对象负荷静态部分如对象负荷静态部分K K0 0与控制阀流量与控制阀流量F F成反比，成反比，对象负荷动态部分对象负荷
49、动态部分G G0 0与控制阀流量与控制阀流量F F成正比，成正比，控制阀特性取线性；控制阀特性取线性；P15 P15 表表1-1 1-1 控制阀流量特性的选择控制阀流量特性的选择 课本课本P15P15分析的例子分析的例子P16 P16 表表1-2 1-2 控制阀流量特性经验选择控制阀流量特性经验选择1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择流量特性流量特性流量特性流量特性 解决办法：解决办法：胃脸悄坍险端雍道典辽霍另锁牲依璃歌区誓蚂敏饰窝蝴觉旺落馏熊眠顽煌第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀
50、的选择结构形式结构形式结构形式结构形式 直直通通单单座座、直直通通双双座座、角角阀阀、高高压压阀阀、蝶阀、蝶阀、隔膜阀、三通阀隔膜阀、三通阀适用于不同工艺场合适用于不同工艺场合表表1-41-4 ABC旦宫顺碎痕张根膊肃塞俏任解矗屿叉瘸距涵喊更孙违属蔷爪稻虞描淆侈犹第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择阀门定位器阀门定位器阀门定位器阀门定位器 控制阀的辅助装置控制阀的辅助装置 接受控制器信号，输出控制控制阀接受控制器信号，输出控制控制阀 作用：作用： 提高控制阀控制精度，准确定位；提高控制阀控制精度，准确定
51、位； 功率放大；功率放大； 可改变控制阀流量特性；可改变控制阀流量特性； 可实现分程控制可实现分程控制 拼危悄栽朗哇祥袒钡林小冉间沸交仓扯恢惠汲可殊歉毅毖镇妇稍韧舔非脯第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件单回路反馈控制系统单回路反馈控制系统1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的
52、选择1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择1.51.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法1.61.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.71.7系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法1.81.8单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回
53、路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定 实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究第第1章章堪耪茂捌愿杜仅抬蚁骂匠鹃清朱帐剥赣记碳铬脑助倒糕诬搬峙媳需卒反峦第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.51.5测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量滞后的影响测量滞后的影响测量滞后的影响测量滞后的影响 容量滞后：容量滞后：容量滞后：容量滞后：由
54、于测量元件具有一定的时间常数，一阶惯由于测量元件具有一定的时间常数，一阶惯由于测量元件具有一定的时间常数，一阶惯由于测量元件具有一定的时间常数，一阶惯性环节性环节性环节性环节 理论上讲，只有当过渡时间无限长时，输出才理论上讲，只有当过渡时间无限长时，输出才理论上讲，只有当过渡时间无限长时，输出才理论上讲，只有当过渡时间无限长时，输出才能达到稳态（等于工艺参数值）。因此，测量能达到稳态（等于工艺参数值）。因此，测量能达到稳态（等于工艺参数值）。因此，测量能达到稳态（等于工艺参数值）。因此，测量变送的输出一般小于工艺参数实际值，不利于变送的输出一般小于工艺参数实际值，不利于变送的输出一般小于工艺参
55、数实际值，不利于变送的输出一般小于工艺参数实际值，不利于系统控制系统控制系统控制系统控制测量变送装置的容量滞后对控制系统不利。测量变送装置的容量滞后对控制系统不利。测量变送装置的容量滞后对控制系统不利。测量变送装置的容量滞后对控制系统不利。共俄蔷局赫茧骨衫藕苯晾憋萎鳃继叹澄旺称词菏榔除掌递各动滨道菜糖轨第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.51.5测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量滞后的影响测量滞后的影响测量滞后的影响测量滞后的影响 纯滞后：纯滞后：纯滞后：纯滞后： 参数
56、变化信号传递到测量点需要一定的时间参数变化信号传递到测量点需要一定的时间参数变化信号传递到测量点需要一定的时间参数变化信号传递到测量点需要一定的时间 使得广义对象中含有纯滞后环节，不利于控使得广义对象中含有纯滞后环节，不利于控使得广义对象中含有纯滞后环节，不利于控使得广义对象中含有纯滞后环节，不利于控制，要尽量克服制，要尽量克服制，要尽量克服制，要尽量克服瑶惕肃弓顿炳暂舞赋朽闺恩溜需捷万汾浓喊趟扩驼触淄羌剐亲痞央拣彝涎第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.51.5测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传
57、送滞后的影响及消除方法传递滞后的影响传递滞后的影响传递滞后的影响传递滞后的影响 测量信号传送滞后：变送器测量信号传送滞后：变送器测量信号传送滞后：变送器测量信号传送滞后：变送器控制室控制室控制室控制室 控制信号传送滞后：控制室控制信号传送滞后：控制室控制信号传送滞后：控制室控制信号传送滞后：控制室控制阀控制阀控制阀控制阀 生产现场与控制室有较长的一段距离，对生产现场与控制室有较长的一段距离，对生产现场与控制室有较长的一段距离，对生产现场与控制室有较长的一段距离，对于气动信号的传递，就会产生信号的传送滞后。一于气动信号的传递，就会产生信号的传送滞后。一于气动信号的传递，就会产生信号的传送滞后。一
58、于气动信号的传递，就会产生信号的传送滞后。一般比较小，对于电信号，可以忽略。般比较小，对于电信号，可以忽略。般比较小，对于电信号，可以忽略。般比较小，对于电信号，可以忽略。 野薪尺盲侣函必衅揖伐蓝黑毕刮洋区欢塌灌丽写倍记案左滓荤窜硬嘿痢坟第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.51.5测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法克服滞后的办法克服滞后的办法克服滞后的办法克服滞后的办法 测量滞后：测量滞后：测量滞后：测量滞后： 选择快速反应的测量元件，以减小时间常数选择快速反应的测量元件，
59、以减小时间常数选择快速反应的测量元件，以减小时间常数选择快速反应的测量元件，以减小时间常数 选择合适的测量点，以减小纯滞后选择合适的测量点，以减小纯滞后选择合适的测量点，以减小纯滞后选择合适的测量点，以减小纯滞后 使用微分单元，以克服容量滞后使用微分单元，以克服容量滞后使用微分单元，以克服容量滞后使用微分单元，以克服容量滞后 微微微微分分分分环环环环节节节节起起起起到到到到超超超超前前前前作作作作用用用用，参参参参考考考考书书书书上上上上的的的的推推推推导导导导，在在在在分分分分子子子子上上上上多多多多了了了了一一一一个个个个零零零零点点点点，对对对对给给给给定定定定值值值值的的的的变变变变化
60、化化化起起起起到到到到快快快快速速速速跟跟跟跟踪作用。踪作用。踪作用。踪作用。但是，微分环节会使得系统稳定性变差，因此，但是，微分环节会使得系统稳定性变差，因此，但是，微分环节会使得系统稳定性变差，因此，但是，微分环节会使得系统稳定性变差，因此，要合理使用。要合理使用。要合理使用。要合理使用。 卫翼羽侗院共伐架谬明婴稍揣播漓秒笆曼瞥经雾散镍榴榆凳幕体司填汐潍第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.51.5测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法测量及传送滞后的影响及消除方法克服滞后的办法克服滞后的办法克服滞后的办
61、法克服滞后的办法 传送滞后：传送滞后：传送滞后：传送滞后：一般，气动仪表容易产生传送滞后，在气动一般，气动仪表容易产生传送滞后，在气动一般，气动仪表容易产生传送滞后，在气动一般，气动仪表容易产生传送滞后，在气动管线比较长时，可考虑加入气动继动装置。管线比较长时，可考虑加入气动继动装置。管线比较长时，可考虑加入气动继动装置。管线比较长时，可考虑加入气动继动装置。纤风抢郴擅掸扣辈纱蛾圣绘湾悍靡睫灿功吾涸起挟递建谎缸正伶妒梆诧溪第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件单回路反馈控制系统单回路反馈控制系统1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组
62、成单回路系统的结构组成1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择1.51.5测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法1.61.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律
63、的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.71.7系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法1.81.8单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定 实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究第第1章章教学进程教学进程教学进程教学进程跋榜魁柳折诡巩权砍铸借抬聪泳嗜落层递晌思澈煽乌芒样麦屿细销熙倡貉第一章单回
64、路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.61.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制质量：控制质量：系统的稳定性系统的稳定性系统的静态误差系统的静态误差系统的动态误差系统的动态误差PID三作用控制器三作用控制器PID：Proportional IntegralDerivativePID控制：对偏差信号对偏差信号 (t)进行比例、积分和微分进行比例、积分和微分运算变换后形成的一种控制规律。运算变换后形成的一种控制规律。笛斡胞
65、瘤倪应磁枷最缅仲压阵裔碗更碍贩漾膀迷敬凿蹬晒拥捎旁诵犬磋蜂第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件其中： Kpe (t) 比例控制项，比例控制项， Kp 为比例系数为比例系数 积分控制项，积分控制项，T Ti 为积分时间常数为积分时间常数； 微分控制项，微分控制项， d 为微分时间常数为微分时间常数； 1.61.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择 PIDPID控制器，控制器，控制器，控制器，3 3个可调整的参数：个可
66、调整的参数：个可调整的参数：个可调整的参数：比例度比例度比例度比例度 （P P）、）、）、）、 积分时间积分时间积分时间积分时间TiTi（I I）、微分时间）、微分时间）、微分时间）、微分时间TdTd（D D） PIDPID控制的传递函数：控制的传递函数：瞒颤辅丧亿谷观降吞餐誉教擒屏今捂拒锡拾氛锐舰辑鸡镀垒蹄烟琴孔慕刷第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.61.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择 PID控制是控
67、制工程中技术成熟、理论完善、应用最为广泛的一种控制策略，经过长期的工程实践，已形成了一套完整的控制方法和典型结构。 在很多情形下，PID 控制并不一定需要全部的三项控制作用，而是可以方便灵活地改变控制策略，实施P、PI、PD 或PID 控制。显然，比例控制部分是必不可少的。 PID 不仅适用于数学模型已知的控制系统，而且对大多数数学模型难以确定的工业过程也可应用。 PID 控制参数整定方便，结构灵活，在众多工业过程控制中取得了满意的应用效果。椅辟颐普幌窑删端枷幅卢边谢喀腺本独额炽冯佯敬译泻柳海寸棋旅县中厢第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.6.11.6.1
68、控制器参数对系统静态误差的影响控制器参数对系统静态误差的影响控制器参数对系统静态误差的影响控制器参数对系统静态误差的影响R(s)E(s)Gc(s)Go(s)F(s)F(s)Go(s)E(s)Gc(s)掠涌道聚计促晤孝卢锐健钙问句载欣侧途韵传栖啼墅舟脐答峪剿轿其州啼第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件终值定理：1.6.11.6.1 控制器参数对系统静态误差的影响控制器参数对系统静态误差的影响控制器参数对系统静态误差的影响控制器参数对系统静态误差的影响结论结论： 当控制器为纯比例作用时，系统余差与放大倍数当控制器为纯比例作用时，系统余差与放大倍数成反比，即与比例度成
69、正比，比例度成反比，即与比例度成正比，比例度越大，余越大，余差越大；差越大； 当控制器引入积分作用时，可消除余差；当控制器引入积分作用时，可消除余差； 微分作用对余差没有影响。微分作用对余差没有影响。 情弄承雏淄汇枷晚苗冬曼镰郊浊涨恩札掉莉钮睡遗绍讹玩沟秘冠计坞泥柏第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.6.21.6.2 对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响（1 1）比例放大倍数）比例放大倍数）比例放大倍数）比例放大倍数KK的影响：的影响：的影响：的影响： KcKc0 0，相当于开路，相当于开路，相当于开路，相当于开路
70、 KcKc 控制精度提高（余差减小），控制精度提高（余差减小），控制精度提高（余差减小），控制精度提高（余差减小），矛盾矛盾矛盾矛盾 系统稳定性变差，只有原系统稳定裕量充分大时才采用纯系统稳定性变差，只有原系统稳定裕量充分大时才采用纯系统稳定性变差，只有原系统稳定裕量充分大时才采用纯系统稳定性变差，只有原系统稳定裕量充分大时才采用纯比例控制。比例控制。比例控制。比例控制。0ty(t) KcKc增大增大增大增大比例控制器：比例控制器：比例控制器：比例控制器：侥暇掘口脯辆处勉诞舜儿量鸵脾寸泞倒焙扬抿聚懊而霉豫誓猪狼仗秋幻乃第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件（2 2
71、）TiTi的影响：的影响：的影响：的影响：比例作用基础上叠加对偏差的积分输出比例作用基础上叠加对偏差的积分输出比例作用基础上叠加对偏差的积分输出比例作用基础上叠加对偏差的积分输出 消除余差消除余差消除余差消除余差 TiTi小，积分作用强，消除余差的能力强，但是，系统振小，积分作用强，消除余差的能力强，但是，系统振小，积分作用强，消除余差的能力强，但是，系统振小，积分作用强，消除余差的能力强，但是，系统振荡加剧，衰减比变小；荡加剧，衰减比变小；荡加剧，衰减比变小；荡加剧，衰减比变小；TiTi大，积分作用弱，消除余差的能力弱。大，积分作用弱，消除余差的能力弱。大，积分作用弱，消除余差的能力弱。大，
72、积分作用弱，消除余差的能力弱。 1.6.21.6.2 对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响 PIPI控制器：控制器：控制器：控制器： 0ty(t) TiTi减小减小减小减小侨否岸医暑以乍俄本触朝笨演脚狠讫凑捂洼贯仿坍烛抿婚旋核旧狂澳游保第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件（3 3）微分时间）微分时间）微分时间）微分时间TdTd ： 也是和比例作用配合，也是和比例作用配合，也是和比例作用配合，也是和比例作用配合，P P、PIPI、PDPD、PIDPID 微分输出与偏差变化速度成正比，微分输出与偏差变化速度成正比，微分输出
73、与偏差变化速度成正比，微分输出与偏差变化速度成正比，“超前超前超前超前” ”调节作用调节作用调节作用调节作用 TdTd大，微分作用大，控制系统灵敏，大，微分作用大，控制系统灵敏，大，微分作用大，控制系统灵敏，大，微分作用大，控制系统灵敏，但稳定性变差但稳定性变差但稳定性变差但稳定性变差P P、I I、D D三参数相互配合三参数相互配合控制器参数整定控制器参数整定 PDPD控制器：控制器：控制器：控制器： 1.6.21.6.2 对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响对系统动态误差的影响后撩簧才踩义迈君端澄炎踢妨爵沈香坚莹莲邱倘燥禽姿茫甘空粪惰氟脖纬第一章单回路反馈控制系统p
74、pt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.6.31.6.3 控制规律的选择控制规律的选择控制规律的选择控制规律的选择 （1 1）对控制要求不高的参数，可只采用比例控制器；）对控制要求不高的参数，可只采用比例控制器；）对控制要求不高的参数，可只采用比例控制器；）对控制要求不高的参数，可只采用比例控制器； （2 2）对控制要求不高，且惯性较大的参数，可采用）对控制要求不高，且惯性较大的参数，可采用）对控制要求不高，且惯性较大的参数，可采用）对控制要求不高，且惯性较大的参数，可采用比例比例比例比例- -微分控制器；微分控制器；微分控制器；微分控制器； （3 3）对于精度要求高的，要加入积分规律，
75、）对于精度要求高的，要加入积分规律，）对于精度要求高的，要加入积分规律，）对于精度要求高的，要加入积分规律，PIPI； （4 4）较重要，控制精度要求比较高，希望动态偏差）较重要，控制精度要求比较高，希望动态偏差）较重要，控制精度要求比较高，希望动态偏差）较重要，控制精度要求比较高，希望动态偏差小，被控对象的时间滞后比较大的，小，被控对象的时间滞后比较大的，小，被控对象的时间滞后比较大的，小，被控对象的时间滞后比较大的，PIDPID控制规律选择原则：控制规律选择原则：控制规律选择原则：控制规律选择原则：工业常见控制器有：工业常见控制器有：工业常见控制器有：工业常见控制器有：P P、PIPI、P
76、DPD、PIDPID莎篱凹钮臃锨鼠吃倔口世艰么脏折弦输飞傅鲁冒漂侮盎塑遣袭沤艳混狂蹈第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件单回路反馈控制系统单回路反馈控制系统1.11.1单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成单回路系统的结构组成1.21.2被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择被控变量的选择1.31.3对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择1.41.4控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择控制阀的选择1.51.5测量、传
77、送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法1.61.6控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择1.71.7系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法1.81.8单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定单回路系统的投运和整定 实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量
78、研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究第第1章章粮旺宿籍莱迪伪奏奋谆壁鸵遏侵者雄本萄宝趣妓巫唉胚手如绎割牡想茬哥第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.71.7系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法系统的关联及其消除方法1.7.11.7.1 系统的关联及其影响系统的关联及其影响系统的关联及其影响系统的关联及其影响 如同一条水管安装有多个水龙头，各个龙头的流量相互影响如同一条水管安装有多个水龙头，各个龙头的流量相互影响如同一条水管安装
79、有多个水龙头，各个龙头的流量相互影响如同一条水管安装有多个水龙头，各个龙头的流量相互影响所谓关联，就是系统之间彼此相互有影响所谓关联，就是系统之间彼此相互有影响所谓关联，就是系统之间彼此相互有影响所谓关联，就是系统之间彼此相互有影响提馏段温度与塔底液位控制系统提馏段温度与塔底液位控制系统家中煤气供量，高峰期互相影响家中煤气供量，高峰期互相影响家中煤气供量，高峰期互相影响家中煤气供量，高峰期互相影响 TCLC啃滤绿虱丙自寻墨绝悦钵纬臭邦豁滓梗秆迁复酝条演卓踢镰茵私凸局吗业第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件由此可见，这两套控制系统存在着相互关联。由此可见，这两套控
80、制系统存在着相互关联。由此可见，这两套控制系统存在着相互关联。由此可见，这两套控制系统存在着相互关联。系统的关联在很大程度上影响控制系统的性能，要非系统的关联在很大程度上影响控制系统的性能，要非系统的关联在很大程度上影响控制系统的性能，要非系统的关联在很大程度上影响控制系统的性能，要非常注意常注意常注意常注意1.7.11.7.1系统的关联及其影响系统的关联及其影响系统的关联及其影响系统的关联及其影响关联关联关联关联蒸汽阀开大，蒸汽量增加，温度上升，蒸汽阀开大，蒸汽量增加，温度上升，蒸汽阀开大，蒸汽量增加，温度上升，蒸汽阀开大，蒸汽量增加，温度上升，但同时由于蒸发量增大，塔釜液位会下降；但同时由
81、于蒸发量增大，塔釜液位会下降；但同时由于蒸发量增大，塔釜液位会下降；但同时由于蒸发量增大，塔釜液位会下降；同样，液位阀开大，采出量增加，液位下降，同时由于同样，液位阀开大，采出量增加，液位下降，同时由于同样，液位阀开大，采出量增加，液位下降，同时由于同样，液位阀开大，采出量增加，液位下降，同时由于被加热的液体减少，温度会增加。被加热的液体减少，温度会增加。被加热的液体减少，温度会增加。被加热的液体减少，温度会增加。浊巾筑幕题仑掘舅赃蹿筐唐锦侠誊挺刃匀及夸诞蜡开煮增赎透旬往忙覆譬第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.7.21.7.2 分析系统关联的方法分析系统关
82、联的方法分析系统关联的方法分析系统关联的方法相对增益方法相对增益方法相对增益方法相对增益方法Gc1(s)Gcn(s)R1(s)nnRn(s)Y1(s)Yn(s)U1(s)Un(s)ji智嘴著垫呵路琳岸挣领蛀铰碎嗣死名强伏椽渣硒目县瘫崭淳舞待驰侗归铲第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件1.7.21.7.2 分析系统关联的方法分析系统关联的方法分析系统关联的方法分析系统关联的方法Gc1(s)Gc2(s)R1(s)R2(s)Y1(s)Y2(s)U1(s)U2(s)Gc1(s)Gc2(s)R1(s)R2(s)Y1(s)Y2(s)U1(s)U2(s)u u不等于不等于不等
83、于不等于u u1 1; ;u u保持不变保持不变保持不变保持不变y y不等于不等于不等于不等于y y1 1; ;y y保持不变保持不变保持不变保持不变被犊历眨尘瞄蝶丸哨槛答该已舱掌讨谆掐蝎行于室坑漳绑骏乳撞踌迈优翅第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件相对增益的计算：相对增益的计算：jiji通道通道通道通道第一次计算只有第第一次计算只有第第一次计算只有第第一次计算只有第j j个操纵变量变化，其它各操纵变量均维持不变的增益：个操纵变量变化，其它各操纵变量均维持不变的增益：个操纵变量变化，其它各操纵变量均维持不变的增益：个操纵变量变化，其它各操纵变量均维持不变的增益：
84、第二次计算其它各操纵变量都变化（处于闭环控制）的增益：第二次计算其它各操纵变量都变化（处于闭环控制）的增益：第二次计算其它各操纵变量都变化（处于闭环控制）的增益：第二次计算其它各操纵变量都变化（处于闭环控制）的增益：于是，于是，于是，于是，jiji通道的相对增益为：通道的相对增益为：通道的相对增益为：通道的相对增益为： 相对增益定义：相对增益定义：相对增益定义：相对增益定义：相互关联程度1.7.21.7.2 分析系统关联的方法分析系统关联的方法分析系统关联的方法分析系统关联的方法韵诗兢答咨堡垄譬惭辽覆疙复韵甄威又兰宰絮倒浇桐脓波翠杰啼火援第远第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控
85、制系统ppt课件（5 5）ij1，其它回路闭合对本通道有影响，即，其它回路闭合对本通道有影响，即，其它回路闭合对本通道有影响，即，其它回路闭合对本通道有影响，即，该通道的控制回路与其它系统有关联，这种关联使得本回路增益变小，该通道的控制回路与其它系统有关联，这种关联使得本回路增益变小，该通道的控制回路与其它系统有关联，这种关联使得本回路增益变小，该通道的控制回路与其它系统有关联，这种关联使得本回路增益变小，负关联。负关联。负关联。负关联。（ijij越大关联越大）越大关联越大）越大关联越大）越大关联越大）（3 3）ij6mA-7mA,7mA,加热器温度从加热器温度从加热器温度从加热器温度从85-87.885-87.8o oC C。 仪表量程仪表量程仪表量程仪表量程50-10050-100o oCC测得测得测得测得=1.2， T0=2.5min, 如采用如采用如采用如采用PIPI控制器，其整定参数？控制器，其整定参数？控制器，其整定参数？控制器，其整定参数？矣景汰花敌顺讲簿三俺纤码肉眯从枪闯村温躲史路斧膜且炯琅着匙泞申仲第一章单回路反馈控制系统ppt课件第一章单回路反馈控制系统ppt课件
