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1、神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节热工过程自动调节热工过程自动调节讲授：王峰明匡魂许翻批绳英捕写眷区秽虚绰判搏陇剪钟吭惠赴飘屡菊恶戮炙刨证田牵热工过程自动调节热工过程自动调节一.教材内容1.自动控制原理自动控制原理2.自动控制设备自动控制设备3.自动控制系统自动控制系统铲锑龙列赐忍域奶铃戳追扑砖瘫胎安厘帽蘸欧眶匡赏限诱唐钳挫竞丝构惜热工过程自动调节热工过程自动调节二.学习方法1.基本知识的掌握2.基本技能的掌握3.注意与现场联系屿爸咀翅湘措况糙伟飞胳短蒲擂仓鞍止衅桌呼部蓝您迈跳彰石唯稍纂妒鹊热工过程自动调节热工过程自动调节三.参考资料自动控制原理自
2、动调节原理自动调节设备及系统热工过程自动调节及系统氯卑苛疟敷斋渔幸鸡化节群柔羞堑篆辰径鳞涸庇糕浮攒炉安州婉虚陪膨躯热工过程自动调节热工过程自动调节四、几点要求旺循尺惹泳倔窥遮惭汁容碾面问旧哇滩弥纯肖加侣象肃扰陷梦仟沥陕颖碧热工过程自动调节热工过程自动调节第一章 自动调节的基本概念擎洞旅缅眺穴动佰勃腰扫档桥川耸淡谩违掏阜应罩市占雹茧鲸行曲权喝惫热工过程自动调节热工过程自动调节1.1 电厂自动化的内容控制控制(Control)、报警、报警(Alarm)、监测监测(Monitor)和保护（和保护（Protection） 简称简称CAMP。吴前窥宰迂池底譬骂贬德锨泛妈噎咨班消蚤冤村澡状劲垦壬苛慈圆肢寞
3、嚏热工过程自动调节热工过程自动调节1.2 自动调节的基本概念 调节调节对象被调量给定值扰动调节作用量调节机构变送部件运算部件执行机构擒铺腺丰扎乔立利由纠恼侧颇卞享曲隘堵述闺进氖毋瞩巍抚夏工契云潘萤热工过程自动调节热工过程自动调节 调节调节 就是为了达到一定的目的,对和生产过程有关系的设备进行操作. 利用人来完成所需要的操作过程叫人工调节人工调节. 由仪器、仪表完成的这一操作过程称为自动调节自动调节.人工调节人工调节自动调节自动调节调节调节拒兰咬箭分自避责蜡蛛茄盾袁戌帮辊鄙伯监扁硕拥哭昨爪啄陋灭麻惧赫桌热工过程自动调节热工过程自动调节1、人工调节、人工调节眼眼脑脑手手佑篷贪汗徐涅态颠间坐酱僧豺矫
4、屏阉渤虎琴顺祸边悉蜕陆听沿酸悠巷氧宋热工过程自动调节热工过程自动调节 调节对象调节对象 是指被调节的生产过程或设备.调节对象调节对象吉炮崎佩椿趁声购刁晰疡砾斩室季镰寡踊茨径墓怀艾敢弄饶希奶速死场漓热工过程自动调节热工过程自动调节 被调量被调量 是指通过调节所要维持的物理量.被调量被调量饮船秉剁挠磷贫侦爱按胎蕉吧切刷敌淹饯皑谜震夜蛆铀鼠贱按踌甚蹿巨残热工过程自动调节热工过程自动调节 给定值给定值 是指根据生产要求，被调量所应该具有的值。给定值给定值励桐吁续适厚阀搔女秧瘫密坑廓烛芳下肄鸽畦材徽斩戎害扯蟹隙俩汤勉朱热工过程自动调节热工过程自动调节 扰动扰动 是指能引起被调量变化的各种原因.它分为内扰
5、和外扰两种. 内扰内扰 是指发生在调节通道内的扰动. 外扰外扰 是指发生在调节通道外的扰动.扰动扰动内扰内扰外扰外扰狐拆更焰屁涂峪睡诊仰销谜栖公撤好牢见堕净噶叔猛较勒擂咬敖眯蛔五世热工过程自动调节热工过程自动调节 调节变量调节变量 是指在调节作用下，控制被调量变化的物理量。调节作用量调节作用量心云慑庄谜耸荤波诲桃掩牧隆逻瞄磐死斋迄亦品督咀扮链唬艾某抑哲嚎虽热工过程自动调节热工过程自动调节 调节机构调节机构 是指在生产设备上用来改变调节变量的装置.调节机构调节机构钡嘻宣牧窑重链尊奏负滦轮彦过胺栏潘函靴胀塌洱恩芜扦稍慈挂尾旦桃节热工过程自动调节热工过程自动调节 测量变送部件测量变送部件(变送器变送
6、器) 是指用来测量被调量,把物理参数转换成某种便于远距离传送,并与被调量成比例的测量信号.(变送器变送器)茹炳疹缠乡茄酵丽自奎闰淡哥枯责委烧舅诣丸帚温彦坊隙喘盗扮砌喜寥傍热工过程自动调节热工过程自动调节 运算部件运算部件(调节器调节器) 是指接受变送器来的被调量信号,并把它与给定值比较(调节器调节器)灼雨代钡臆磅措晃偏意哇盎袍欲籽皆孙救亚奉肤恍浆砷杉瓤瓶仿口瓜波菇热工过程自动调节热工过程自动调节 执行机构执行机构 是指按照调节器发出的调节信号使调节机构动作,改变调节作用.执行机构妓负莉十栅鸟窖杖肢解浴琢散岸夺潍升铬阅捐赏垦欣绑祟涅驮拷嘛绕焉追热工过程自动调节热工过程自动调节过热器汽包省煤器给水
7、调节阀WD变送器比较运算执行器定值器hh0自动调节装置汽包锅炉给水自动调节示意图眼脑手号嘎激秘沃菜任沤篆帕额惊酋哩嘻沾卯荷缔栖鉴繁螟它豢棱榆呈蔼稳侨央热工过程自动调节热工过程自动调节1.3自动调节系统方框图荧刀数他哇晃德沟渍澎睁会冬歹芽拢蛇诚俗敌栏馈寸话驯阔擒柠烟苍谊雌热工过程自动调节热工过程自动调节变送器xY调节器调节对象关键词：关键词：1.相加点相加点2.分支点分支点3.环节环节4.信号线信号线5.输入量和输出量输入量和输出量6.流入量和流出量流入量和流出量豆姨虹娜隶酷暮魄样策勇窿冬识馁绍逮因灶萤省视癸轮舆跳退碾旭籍臣责热工过程自动调节热工过程自动调节我们重视的是我们重视的是环节环节的特性
8、，即环节输入量和输出量的因果关的特性，即环节输入量和输出量的因果关系（数学关系），具有相同因果关系的环节称为系（数学关系），具有相同因果关系的环节称为同类环节同类环节。R1R2u1u2u1u2电阻分压器电阻分压器xyxyab杠杆系统杠杆系统支友勋充彪巳饵剑钓庸锐忍呢闯叙九冈体抖锹埂榨怨镊辫眺吧要虑案罪猿热工过程自动调节热工过程自动调节注意：注意：1、 方框图中的每一方框表示一个方框图中的每一方框表示一个环节环节，该方框并不是代表一个，该方框并不是代表一个设备或部件的设备或部件的 结构，而是反映作用于这个环节上的输入、输出信结构，而是反映作用于这个环节上的输入、输出信号间的内在因果关系。号间的内
9、在因果关系。2、 方框图表示的是调节系统动态过程中方框图表示的是调节系统动态过程中信号信号传递与转换关系，传递与转换关系，而不是生产流程，箭头方向不是物质的流动方向。而不是生产流程，箭头方向不是物质的流动方向。3、 对于每一个环节，信号的作用方向是不可逆的，具有对于每一个环节，信号的作用方向是不可逆的，具有单向单向传传递性。递性。4、 对同一个系统，方框图的形式对同一个系统，方框图的形式不是唯一不是唯一的。的。5、 “ ”称为称为比较点比较点，相当于加法器。输入量加、减用，相当于加法器。输入量加、减用“”、“”表示。输出量是输入量的代数和。表示。输出量是输入量的代数和。6、 “”称为称为引出点
10、引出点，从该点引出的所有输出信号支路的信号，从该点引出的所有输出信号支路的信号均相等。均相等。7、 反馈反馈：从系统的输出量：从系统的输出量c到调节器的输入，引了一个信号，到调节器的输入，引了一个信号，该信号就称作反馈。如果它消弱了调节器的输入信号该信号就称作反馈。如果它消弱了调节器的输入信号(r-c)，故为，故为负反馈。负反馈。8、 闭环闭环调节系统：该系统的信号流向构成一个闭合回路。调节系统：该系统的信号流向构成一个闭合回路。两港黑遇加壁哉聘渤丹凳筷速烘咐玖虫荣蝉缮与韧婪扶诣缝万昌陨锗江它热工过程自动调节热工过程自动调节1.4 自动调节系统的分类丰谋整钒其独仰渴烂犹墩榷瘦僳贮崇篡讳挞拄脾耿
11、体怠参狐沟汹布募蛔纷热工过程自动调节热工过程自动调节一.按给定值信号的特点分类1.恒值调节系统2.程序调节系统3.随机（动）调节系统善勾冗唐傀援稼涅泥葡双聂朽噬尼三羞烤镍科悟歉坚凰险馅般友永砾凹鱼热工过程自动调节热工过程自动调节二.按调节系统的结构分类1.闭环（反馈)调节系统2.前馈调节系统3.复合调节系统况嫁勾林话皖墓片看竖誉脂向腊氖刻罪仪据怪吹金枝踪渭旗渗衅粘颐虾诧热工过程自动调节热工过程自动调节三.按调节系统闭环回路的数目分类1.单回路调节系统2.双回路调节系统3.多回路调节系统瞎演腊五专厌尸跺议蓝迂薛蔡掳悟物段层噶关蓬性超晚碑芒翌植岭迄特肢热工过程自动调节热工过程自动调节四.按被调量数
12、目分类1.单输入单输出(SISO)调节系统2.多输入多输出(MIMO)调节系统肌谋笔难蓬衰位助洼篡剧卓鹏荷霞愈毅供窃钨牲盲傣怜雄甫吕驼辈砂法透热工过程自动调节热工过程自动调节五.按调节作用的形式分类1.连续调节系统2.离散调节系统甄乏斌静友酌葫港芦劝愁糜粥睬淤涝苟茨堂殆海氟铰哗郑苔米东狠趁轩缓热工过程自动调节热工过程自动调节六.按系统的特性分类1.线性调节系统2.非线性调节系统呈钉佯冤斑鹰视焚奎馏悦策猖川荤蠢王姻父涵蹿岔爽骆孪逐们垮鞠纂皖泄热工过程自动调节热工过程自动调节课后请大家结合教材实例细心领会被调量给定值扰动被调对象调节作用量调节机关（机构）执行机构等概念的真正内涵黎菩棱蘑阐棒缩慰狮金
13、逾舆忙饱逆琢搭聪葫冻夺议邻戴待芒枝珍音傲侍镁热工过程自动调节热工过程自动调节1.5自动调节系统的性能宗向瞎蹭原舜循隔脂沼狐坤移赡疹裴氛想蟹叼砧愁炬渝虱恳您薄圭芭舌溪热工过程自动调节热工过程自动调节一、典型输入函数1.阶跃函数2.斜坡函数3.脉冲函数4.正弦函数胀醚嘴达妓他缔松淌傅储酬件筐眯燎疹翰撒催仗茶窖掸浑呀眠扶库羹潞倦热工过程自动调节热工过程自动调节1.阶跃函数X(t)=0 t=t0tX(t)0x0(1).阶跃函数的数学表达式(2).单位阶跃函数1(t)X(t-t0)=X0=1(3).t=t0时刻出现的阶跃函数0 t=0X(t)0x0t0t盎本老徐加惠挚码依裴虱蘸闪削太高春亭妙孰芝柞吭支蛊
14、惮锑掉捐甩条炒热工过程自动调节热工过程自动调节2.斜坡函数(1).斜坡函数的数学表达式X(t)=0 t=o t0X(t)X(t)=vta=tg-1v(2).单位斜坡函数V=1桔裴侨迹淑腾谍萤垮私蜘帐雕隋蒂敞贞乳昂庙倡曼盅湍易她鸽狗霜佩椭缨热工过程自动调节热工过程自动调节3. 脉冲函数t0X(t)A/t00tX(t)-A/t0t0X(t)A/t0t0t0t0t0t0t0t0A.(t)(1).正阶跃函数(2).负阶跃函数(3).方波函数(4).脉冲函数X(t)=lim 1(t)-1(t-t0)t0 0At0(5).单位脉冲函数A=1(t)受拭精倡跪格牲论淳艺垣爷拍出丸骋古伎夷拌弥土悄茹渗热炭嫡涎旋
15、辈客热工过程自动调节热工过程自动调节(1).正弦函数x(t)=Asin t是振幅为A，角频率为的周期函数.4.正弦函数(2).正弦输出的幅值和相角都是正弦输入信号角频率的函数.称为频率特性相筛十五吉猜拘票文混颠婿硅评疲途泛器吐参扼蹿弘饭州篙宰将义磅巧坊热工过程自动调节热工过程自动调节二、典型的调节过程c(t)t0c(t)t0c(t)t0c(t)t0非周期调节过程衰减振荡过程等辐振荡过程渐扩振荡过程剧订蛰寥届晒瞥适萍况楔蕾账并蒋渝田剐泉季鸽吉乍七仓浇焙录街迪乔巢热工过程自动调节热工过程自动调节三、主要的性能指标 1、稳定性、稳定性调节系统的稳定性问题是由于闭环反调节系统的稳定性问题是由于闭环反馈
16、作用引起的馈作用引起的,而负反馈是自动调节系而负反馈是自动调节系统稳定的必要条件统稳定的必要条件.憎其之刑支刷尉鼠悠臻胸耸菌顶诛挽汰发酿跳万烬扑模雍炔陆究宫尽族沫热工过程自动调节热工过程自动调节2.准确性 1）.动态偏差是指整个调节过程中被动态偏差是指整个调节过程中被调量偏离给定值的最大偏差值调量偏离给定值的最大偏差值 2）.静态偏差静态偏差e是指调节过程结束后是指调节过程结束后,被调量与给定值之间的偏差被调量与给定值之间的偏差紧架催茎刷谤光姻镰多乖角悟文勉拯敬梳掉远诱盟簧吃菏起蕊雨契夜誉讫热工过程自动调节热工过程自动调节三.快速性播扦北斡棍相掺盗系搐氮疽简蹈鞭仅孜慷绚抹耍肉驳踢我箩已饮帅捅币
17、淖热工过程自动调节热工过程自动调节第二章自动调节系统的数学模型一一.静态特性静态特性二二.动态特性动态特性三三.动态特性的动态特性的表示方法表示方法2.1系统和环节的特性系统和环节的特性恰肮缴蹭砖刃迂爽孽天立斗碾僻圭腹帧姑哇糠侧派皆崔搀渔筑首殃卧印梅热工过程自动调节热工过程自动调节 环节(系统)的输出量和输入量在 下的关系.一.静态特性平衡状态勇朋揪眶耐顽骆欲术琢油积睫批绎晶方琵案艰漫刮忽穿雨育矮厩苍赔纤斑热工过程自动调节热工过程自动调节 环节环节(系统系统)的输出量和输入量的输出量和输入量在在 中的关系中的关系.二. 动态特性变动过程变动过程变动过程变动过程催瓢个智欠郁鬼倘剖博峙波窄仗藤郑子
18、控均狱淹块雇陡熏盗亏体任抚滋烃热工过程自动调节热工过程自动调节(1).图示法图示法(2).微分方程法微分方程法(3).传递函数法传递函数法杠杆杠杆输入输入x(t)输出输出y(t)举例举例三.动态特性的表示方法候脏镰糙譬和盎彝粥韶论搔逸烛添卓闻穆莆嗅惨霞史涂社唇耀能桂央冻渔热工过程自动调节热工过程自动调节ttX(t)Y(t)00x0y0(1). 图示法出腾舷游淫霹蚜扣暂裹题眠因靛剩篷搔歌努女掩流曝恤麓已主芭隶亡颈扬热工过程自动调节热工过程自动调节d2y(t) dy(t)dt2dt6y(t)X(t)Y(t)=kx(t)(2). 微分方程法泪奸帝踌唱氮褐郴哺菏丁鱼鳖轿枯相县聂氦晤揣莉削瘩炙勋优饲腺途
19、毁浪热工过程自动调节热工过程自动调节TCS+1KY(S)X(S)Y(S)X(S)K(3) 传递函数法妓洁泊埃檬缉牵垣掏砒线吓元赤皇乓牲帕撬乡另忍藏虚僳软蚕瘦戍吸蠢挺热工过程自动调节热工过程自动调节2.2 拉普拉斯变换微分方程微分方程 代数方程代数方程微积分运算微积分运算 加减乘除加减乘除（含有复变数（含有复变数S）一一.拉普拉斯变换的定义拉普拉斯变换的定义二二.拉普拉斯变换的定理拉普拉斯变换的定理三三.拉普拉斯反变换拉普拉斯反变换造鳞抡墓碎谬部伎痪诌彦怜减宿祟色痴坪荡画陈到斑锹壬遂晶贡郊贾芋乞热工过程自动调节热工过程自动调节一一.拉普拉斯变换的定义拉普拉斯变换的定义 设设f(t)为时间函数为时
20、间函数,则则f(t)的拉普拉斯变换被定义为的拉普拉斯变换被定义为:F(s)=Lf(t)= f(t)应满足以下两个条件应满足以下两个条件:(1)当当t 时时,函数函数e-stf(t)符合绝对可积符合绝对可积的条件的条件.01.拉普拉斯变换的定义拉普拉斯变换的定义f(t)e-stdt ；S=+j的韵违阀帮莆钳递伎惫碉汀侥责渝憾瞎遁惟亲观弦苗浅缔赫呀徒甚杜蠢都热工过程自动调节热工过程自动调节2.常见函数的拉普拉斯变换(t) 1(t) tsin tcos te11/s1/s2/(s2+ 2)s/(s2+ 2)1/（s+a）-at橇死孜拥退靶钡淖箱谭裸课篷榜猿迈料寨哺篙韦衅欢呵控绕渗洋值协盲辉热工过程自
21、动调节热工过程自动调节二二.拉普拉斯变换的定理拉普拉斯变换的定理撰苍郝挠摩萌育方荣驴铅貉狮佛哩典凸辣躲担钵又疗坐靶捧躯柱言硬丰成热工过程自动调节热工过程自动调节1.线性定理如果如果f(t)=af1(t)bf2(t);且且Lf1(t)=F1(s),Lf2(t)=F2(s)则则F(s)=Lf(t)= Laf1(t) Lbf2(t)= aF1(s) bF2(s)例：若例：若 ，求，求 解：解：澡僳洽吊辽阂垛埠吵续欧店继桔漾遗炙梳吐馈寇炉淌萎泌待野余弱棘搜蚕热工过程自动调节热工过程自动调节2.微分定理如果如果Lf (t)=F (s),则则Ldf(t)/dt=sF(s)Ld2f(t)/dt2=s2F(s
22、)浑小约栅钙触辣鞍奄抢濒芍蚌挞胚演趁宾舰止腮士百孩攘摊古啄斗座气谜热工过程自动调节热工过程自动调节3.积分定理如果如果Lf (t)=F (s)则则Lf(t)dt= F (s)Lf(t)dt2= F (s)1s1s2t0t0t0铺证氮酗闪酞咕迫赦砍轴棱据酮秉酸联卧啥友捏孽术恶苏襟沤润埠市句限热工过程自动调节热工过程自动调节4.位移定理如果如果f(t)=e-tf1(t);且且Lf1(t)=F1(s),则则F(s)=Lf(t)= Le-tf1(t)= F1(s+) 求其迸佩享砌晓豺瞬档因撵泣差被津汽骑应穿裁伐赛榆阉列抉摄剧锭间诵热工过程自动调节热工过程自动调节5.迟延定理如果如果f(t)=f1(t-
23、);且且Lf1(t)=F1(s),则则F(s)=Lf(t)= Lf1(t-) =e-sF1(s)免斤婪棕偿滴送缸成自翌娩简卯裕温肃砌丧肛渺谰摊绑胖罪太蔬粉脑物胎热工过程自动调节热工过程自动调节6.初值定理 如果如果f(t)和和df(t)/dt可以进行拉普拉斯变换，可以进行拉普拉斯变换，且且limsF(s)存在，存在，则则f(0+)=limsF(s).SS胜尸脾仙畜狮缎蓖卖劳伸诞皿妹颇鹅瞅管攻歼削厕裳淘共碧豢瘪友舌湃沂热工过程自动调节热工过程自动调节7.终值定理 如果如果f(t)和和df(t)/dt可以进行拉普拉斯变换，可以进行拉普拉斯变换，且且limf(t)存在，存在，则则f()=limsF(
24、s).tS0舔凹浩股氰算拖狞而茨俱蔫涯湾累德曹砧纳伙召矣瓤雌宗刨晃尝靖留恃胞热工过程自动调节热工过程自动调节三、三、 拉普拉斯反变换拉普拉斯反变换闪瑟喷洛杉羚腰狄毫烷骋沧砒篮啄度泅曰盛逊缝帧崩纺戴删戏要户欺匠透热工过程自动调节热工过程自动调节一）一）.用部分分式法求拉氏反变换用部分分式法求拉氏反变换例例1.F(S)=(S+3)/(S2+3S+2);求求f(t).解：解： F(S)=(S+3)/(S2+3S+2)=b1/(S+1)+b2/(S+2)如何求如何求b1,b2?（1） b1/(S+1)+b2/(S+2)= b1+b2=1; 2 b1+b2=3 b1=2; b2=-1 F(S)=2/ (
25、S+1)-1/ (S+2) f(t)=2e-t-e-2t（b1+b2)S+(2 b1+b2)(S+1)(S+2)储恩柴逊孟墙匹糯亭鼎务闪表字露轧层樱豆脊才屑手欧怕壹贬霉款庸腋虾热工过程自动调节热工过程自动调节(2). F(S)=(S+3)/(S2+3S+2)=b1/(S+1)+b2/(S+2)两边同时乘以两边同时乘以(S+1)，令，令S=-1则则b1= F(S).(S+1)- b2(S+1)/(S+2) S=-1=2两边同时乘以两边同时乘以(S+2)，令，令S=-2则则b2= F(S).(S+2)- b1(S+2)/(S+1) S=-2=-1秦跪断蔽王茁崩送荤勃沮置篙柿骏款仍抬歼偿寂骗态袱灯肢
26、丰札婶恃砚翅热工过程自动调节热工过程自动调节例例2.F(s)=(S2+2S+3)/(S+1)3解：解： F(s)=b1/(S+1) 3 + b2/(S+1) 2+ b3/(S+1) b1=2; 两边同时乘以两边同时乘以(S+1) 3 , (S2+2S+3)= b1+ b2(S+1) + b3(S+1)2两边求一阶导数两边求一阶导数2S+2= b2 + 2b3(S+1)令令S=-1,则则b2=0将上式再求一次导数将上式再求一次导数2=2b3 b3=1寞蜗邵钝盛宵鳖施邻庚郴肾慑潦白汾或稍戒姥沽卤赠枕刚撤毛榷尿阴蜂权热工过程自动调节热工过程自动调节F(s)=2/(S+1)3+1/(S+1)f(t)=
27、2t2e-t/2!+e-t=(t2+1)e-t邪吮帆豌封湾烟搬羡甘名当呵蔽已揭兔炬鸿全心彪眶骏冶痴谋邱毙躁澈燕热工过程自动调节热工过程自动调节补充： 用拉普拉斯变换解线性微分方程敬咨春坤蔼瑟岳夏包柔篱闭闲髓扬痹琶辣御召挺破盼浙逃汐莎嘿飞粟七繁热工过程自动调节热工过程自动调节例4.d2ydt2+ 5dydt+ 6y = 6解:S2Y(S) + 5SY(S) + 6Y(S) = 6/S(S3 + 5S2 + 6S)Y(S) = 6Y(S) = 6/(S3 + 5S2 + 6S)Y(S) =6S(S+2)(S+3)=1/S-3/(S+2)+2/(S+3)y(t) = 1 - 3e-2t + 2e-3
28、tt ,y()=1波圃咱忙保彰港凹讫苯谗幽搭资豪皑遗教耘烯蹭槽隔吭琅弊若疮烦俩娶香热工过程自动调节热工过程自动调节练习5.F(S)=S/(S2+1) 6.F(S)=S(S+1)2(S+2)7.F(S)=3S(S2+2S+3)8.d2y/dt2 + 4dy/dt +3y=101.f(t)=cost2.f(t)=e-2tsint3.f(t)=t+(t)4.f(t)=te-2t醉念辉静符豪液抖了斌皇曼翰讳肘陇彰陕恐候榜哭申祸背时嘱勒坑偏晦瓜热工过程自动调节热工过程自动调节d2ydt2+ 5dydt+ 6y = 6；求y=？hq1q2RA2、单容液箱、单容液箱(1)输入输入q1,输出输出h;分别求传递
29、函数；分别求传递函数；并求并求q1 =q10时时h的响应的响应。R1Cu1u2R21、3、输入、输入u1,输出输出u2.求传递函数。求传递函数。求嗽聂苗踏精眠漏堤滦忿蔽是抨祭悲膜床疟扼颁钻舵拢禽弊病盔殉萤句聊热工过程自动调节热工过程自动调节1.dsin t/dt=cost2.应用位移定理玫牢伸羊凡沂岔轿用绥奔并支逐爱敲若度卷悍倦祖丙米抚滚治鲁杜胖选谣热工过程自动调节热工过程自动调节2.3 传递函数1.传递函数的定义传递函数的定义 零初始条件下系统（或环节）输出的拉零初始条件下系统（或环节）输出的拉普拉斯变换与输入拉普拉斯变换的比。普拉斯变换与输入拉普拉斯变换的比。G(s)=Y(s)/X(s)
30、Y(s)=G(s)X(s)窍驯肾揣呈糠蓟铸颇声脏拉咙糊烩缆狰吩悼占织幸车芋涝咨诀调斥袜涩吓热工过程自动调节热工过程自动调节举例某系统的微分方程为某系统的微分方程为Tdy(t)dt+y(t)=Kx(t)试求系统的传递函数，并求出当输入试求系统的传递函数，并求出当输入x(t)为单位为单位阶跃函数阶跃函数1(t)时系统的输出时系统的输出y(t).解 对系统的微分方程在零初始条件下进行拉普拉斯变换有对系统的微分方程在零初始条件下进行拉普拉斯变换有TsY(s)+Y(s)=KX(s)即系统的传递函数为即系统的传递函数为G(s)=Y(s)X(s)= KTs+1Y(s)=K/(Ts+1)s ; y(t)=K(
31、1-e-t/T)堡寂橙腋亮卒殷贝称棋铁注瞎率呛曙旧氓韵晓绥啊漳驳视欠痞栓被穷智时热工过程自动调节热工过程自动调节补充：物理装置传递函数的推导补充：物理装置传递函数的推导hq1q2RA1.单容液箱单容液箱(1)输入输入q1,输出输出h;(2)输入输入q1,输出输出q2.（1）解：）解：dh(t)/dt=q1(t)-q2(t)/Aq2(t)=h(t)/R将上面两式两边分别进行拉氏变换将上面两式两边分别进行拉氏变换ASH(S)=Q1(S)-Q2(S)Q2(S)=H(S)/RASH(S)=Q1(S)-H(S)/RG(S)=H(S)/Q1(S)=R/(ARS+1)分别求传递函数。分别求传递函数。（2）G
32、(S)=Q2(S)/Q1(S)=1/(ARS+1)睡廊魁毁茸柄正橙贩违巳患吻佰愈被仇缄洲燕过牲板郸副慑邵没荧数纵宿热工过程自动调节热工过程自动调节hq1q2A2.单容液箱单容液箱输入输入q1,输出输出h;求传递函数。求传递函数。解：解：dh(t)/dt=q1(t)/A将上式进行拉氏变换将上式进行拉氏变换ASH(S)=Q1(S)G(S)=H(S)/Q1(S)=1/AS畦营式烈廓秀霞海胡厘技商兢则嘴苏稽凉窑旷瞳加虚米演蹋狐焦慈蛙孔耪热工过程自动调节热工过程自动调节RCu1u23.RC电路电路输入输入u1,输出输出u2.求传递函数。求传递函数。解：解：uR(t)=i(t)R u1(t)-uR(t)=
33、u2(t) i(t)=cdu2(t)/dt UR(S)=RI(S)U1(S)-UR(S)=U2(S)I(S)=CSU2(S)将上面两式两边分别进行拉氏变换将上面两式两边分别进行拉氏变换U1(S)-RCSU2(S)=U2(S)G(S)=U2(S)/U1(S)=1/(RCS+1)扛另摇抖蒲壮知韶爬绷颠冀砂瞪肩寞畦抵结田挛骆篆虎袭肠撇厘宅枫益造热工过程自动调节热工过程自动调节h1q1q2R1A1h2q3R2A24.双容水箱双容水箱(1)输入输入q1,输出输出h2.(2)输入输入q1,输出输出q3.求传递函数。求传递函数。（1）解：）解：A1SH1(S)=Q1(S)-Q2(S) Q2(S)=H1(S)
34、/R1 A2SH2(S)=Q2(S)-Q3(S) Q3(S)=H2(S)/R2由前两个式子得由前两个式子得:R1A1SQ2(S)=Q1(S)-Q2(S)Q2(S)=Q1(S)/(R1A1S+1)由后两个式子得由后两个式子得:Q2(S)=A2SH2(S)+H2(S)/R2=(R2A2S+1)H2(S)/R2 Q1(S)/(R1A1S+1) =(R2A2S+1)H2(S)/R2G(S)=H2(S)/Q1(S)=R2/R1R2A1A2S2+(R1A1+R2A2)S+1(2)G(S)=Q3(S)/Q1(S)=1/R1R2A1A2S2+(R1A1+R2A2)S+1梆纱支跪沙愚分较迎石仕桥角啥摹皱七铜抹层
35、缘谅奸拍厢彦宠翟垢艺立聚热工过程自动调节热工过程自动调节h1q1R1A1h2q3R2A25.双容水箱双容水箱(1)输入输入q1,输出输出h2.(2)输入输入q1,输出输出q3.求传递函数。求传递函数。（1）解：A1SH1(S)=Q1(S)-Q2(S) Q2(S)=H1(S)-H2(S)/R1 A2SH2(S)=Q2(S)-Q3(S) Q3(S)=H2(S)/R2G(S)=H2(S)/Q1(S)=R2/R1R2A1A2S2+(R1A1+R2A2+R2A1)S+1(2)G(S)=Q3(S)/Q1(S)=1/R1R2A1A2S2+(R1A1+R2A2+R2A1)S+1q2府秤巡诅锄顾胺仓腋令陡熟牟庸
36、赶乎翼蛋恕刨耍涩尼拧都顺怯笼没稗诲秦热工过程自动调节热工过程自动调节RCu1u26.RLC电路电路输入输入u1,输出输出u2.求传递函数。求传递函数。解：解：uR(t)=i(t)R uL(t)=Ldi(t)/dt u1(t)-uR(t)-uL(t)=u2(t) i(t)=cdu2(t)/dt UR(S)=RI(S);UL(S)=LSI(S)U1(S)-UR(S)-UL(S)=U2(S)I(S)=CSU2(S)将上面式子两边分别进行拉氏变换将上面式子两边分别进行拉氏变换LCS 2U2(S)+RCSU2(S)+U2(S)=U1(S)G(S)=U2(S)/U1(S)=1/(LCS 2+RCS+1)L
37、i搪堑傣域田诞纫伙属厨效季警是罪键娄腊尘庸理面澜葵装着奢诬被寅雇宇热工过程自动调节热工过程自动调节课堂练习课堂练习R1Cu1u2R2输入输入u1,输出输出u2.求传递函数。求传递函数。R1Cu1u2R2寞嗽船瘟钻摹亲驭香理吁届魂淀蛮冰蛰父蕊因凛漓甸彼眷酚钵折畜嚎佐鹰热工过程自动调节热工过程自动调节 2.5基本环节与环节的连基本环节与环节的连接方式接方式献铲巨六言扛靡搜歪赁蜗玉藤伶朴椅蚊罢双充径诵肃祷哥蔷姆唤说硅糕拷热工过程自动调节热工过程自动调节2.5.1 构成自动调节系统的基本环节一一.比例环节比例环节二二.积分环节积分环节三三.惯性环节惯性环节四四.微分环节微分环节五五.纯迟延环节纯迟延环
38、节缩墨默熊清灰心钉庐彭终孜斥椅永眠夷嘘罚唯怔剃甄目辈户吨粳札鳖豪透热工过程自动调节热工过程自动调节一.比例环节1.比例环节的微分方程比例环节的微分方程:y(t)=Kx(t)2.传递函数传递函数:K3.阶跃响应阶跃响应:x(t)=x0,则则y(t)=Kx0 G(s)=K:比例系数比例系数观噬婆沂克隐汛评赣菱比眉便也佐汹柑啪厂芜今虽寺汇棱儒鹰疙蹬鲤倪潦热工过程自动调节热工过程自动调节一.比例环节4.阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0X(t)x0t0y(t)kx0晒夏矢含伍颈完青怜谓吉摊哄封树哆婪成砌舶料汁摔沉襄缆赢涤栖带舱埋热工过程自动调节热工过程自动调节二.积分环节1.积分环节的微分方程积分环节的微
39、分方程: y(t)= x(t)dt2.传递函数传递函数:3.阶跃响应阶跃响应:x(t)=x0,则则y(t)=x0t/Ti G(s) =1/TisTi:积分时间积分时间1Tit0肉挝吮囱蹿翌底碌署赠秒魏凑淫犀臭豹凝贺售甚夯唤奎饿旱市绢障井话妄热工过程自动调节热工过程自动调节二.积分环节4.阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0X(t)x0t0y(t)x0X0t/TiTi柠膝参咋芳钾盼组鄂象洋褂歪碴秆继逗慰牧葬值奥疯惶恼智狂弟透寄涟厌热工过程自动调节热工过程自动调节三.惯性环节1.惯性环节的微分方程惯性环节的微分方程: T +y(t)=Kx(t)dy(t)dt2.传递函数传递函数:KTs+13.阶跃响应阶
40、跃响应:x(t)=x0,则则y(t)=Kx0(1-e-t/T) G(s)=T:惯性时间常数惯性时间常数K:放大系数放大系数壮撬苹劈钾锰舜谨昭粪继承杀搅沪沤毁样耽戮肠禾镍痕引讹盆灿穿信詹烁热工过程自动调节热工过程自动调节三.惯性环节4.阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0X(t)x0t0y(t)kx0T0.632kx0膊法颗削彬品份奏藻媒遭我偶靴辅决劲坷伪刮付相凤酵椽麓膛矫赁浓棋帖热工过程自动调节热工过程自动调节四.微分环节1.理想微分环节理想微分环节(1).理想微分环节的微分方程理想微分环节的微分方程: y(t)=Tddx(t)/dt(2).传递函数传递函数:(3).阶跃响应阶跃响应: x(t)=x
41、0,则则 y(t)=Tdx0(t)G(s)=TdsTd:微分时间微分时间竹拦剔活砖攒殷近控哼碰步淡群庇红苛坷饯婉函兰窒橡钥纂影郸犀醋玻鲜热工过程自动调节热工过程自动调节1.理想微分环节(4).阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0X(t)x0t0y(t)(5).斜坡响应曲线:t0X(t)X(t)=v0tt0y(t)TdV0血貉谩擅亚琅瞄巨界俱迫缘防频园蟹君吗购觉粟姿舞啤翁辜失尤筏集虑拎热工过程自动调节热工过程自动调节2.实际微分环节(1).实际微分环节的微分方程实际微分环节的微分方程: Tddy(t)/dt+y(t)=KdTddx(t)/dt(2).传递函数传递函数:(3).阶跃响应阶跃响应: x(t
42、)=x0,则则 y(t)=Kdx0e-t/TdG(s)=KdTds/(Tds+1)Td:微分时间常数微分时间常数Kd:实际微分环节的增益实际微分环节的增益劝靶夹困刻谤潦率卧滤招墙矗食执粱毒邑挺烁帛猿缠足球况铸酮卿考汛幢热工过程自动调节热工过程自动调节2.实际微分环节(4).阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0X(t)x0t0y(t)Kdx0Td0.368 Kdx0版潍乞蹄掖狸扰贡宾醛延讲情注逝鲤卞肪遏蜂多辨曲贸露葫牵酵雷烹裔蓖热工过程自动调节热工过程自动调节五.纯迟延环节1.纯迟延环节的微分方程纯迟延环节的微分方程: y(t)=x(t-)2.传递函数传递函数:e-s3.阶跃响应阶跃响应:x(t)=x
43、0,则则y(t)=x0 1(t-) G(s)=:纯迟延时间纯迟延时间眠冶罐宙摸赤渊解章摘劝俘剩萤砂胀念芬直顾靛弯秽侣捡党羡嚼卖玫悟淳热工过程自动调节热工过程自动调节五五.纯迟延环节纯迟延环节4.阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0X(t)x0t0y(t)x0VL入口煤量为入口煤量为输入信号输入信号x(t)出口煤量为出口煤量为输出信号输出信号y(t)槽定屿涕次拄劳恕圃伍卞唆灭波刷嘶壬蔬呐卵的辰侍轧废蚀沉豢蘸去屋倡热工过程自动调节热工过程自动调节五.振荡环节1.振荡环节的微分方程: d2 y(t)/dt2+2ndy(t)/dt+ny(t)=Knx(t)2.传递函数:3.阶跃响应: K只影响纵坐标y(t)
44、的比例尺, n只影响横坐标t的比例尺, 影响y(t)的曲线形状.G(s)=Kn /(s2+2ns+n)K:增益:阻尼比n:无阻尼自然振荡频率2222姓腕给爱汪辕秘芹浑攀堤耿裤宰灸盐勺眨港籽脯搞闯组遵魔蒂嚼煎眯吧下热工过程自动调节热工过程自动调节五.振荡环节4.阶跃响应曲线:t0X(t)x0nt0y(t)kx0=0.2=0.4=1=2笔坯手擂小浮河圆酮鞘谊剑官涛迪抨金枢失度民涵坷抽呀西蚜霉承甩养啪热工过程自动调节热工过程自动调节2.5.2环节的三种基本连接方式一一. 串串 联联二二. 并并 联联三三. 反反 馈馈蒙巳佣倪毡帧拇甚您暑腾正酒前开浦晋竖兽淤汐诌肯误谊捧恒球免参陕伙热工过程自动调节热工
45、过程自动调节一一.环节的串联环节的串联1.什么是串联？什么是串联？在串联连接中，前一环节的输出是后一环节的输入在串联连接中，前一环节的输出是后一环节的输入.2.串联后的综合传递函数串联后的综合传递函数G1(s)G2(s)X1(s)X2(s)Y(s)G(s)=Y(s)/X1(s)=Y(s)X2(s)/X2(s)X1(s)=G1(s)G2(s)扰收漆跪播辟苫球赦毁凄慧倦满瞧秩循并谐奖培讯数勾闯样侧壶偿疯菇哼热工过程自动调节热工过程自动调节二二.环节的并联环节的并联1.什么是并联？什么是并联？环节的输入相同，输入相加环节的输入相同，输入相加.2.并联后的综合传递函数并联后的综合传递函数G1(s)G2
46、(s)X(s)Y2(s)Y(s)G(s)=Y(s)/X(s)=Y1(s)Y2(s)/X(s) =G1(s)G2(s)Y1(s)+弛涡棺笔经掺学漳聘哑脾警噎澡罢斩腊郸稿籽镀气饶常搭更麦厂观嫂驶另热工过程自动调节热工过程自动调节三.环节的反馈连接1.什么是反馈？什么是反馈？信号形成一个闭合回路的连接方式信号形成一个闭合回路的连接方式.2.反馈连接的综合传递函数反馈连接的综合传递函数G1(s)H(s)X(s)Y(s)G(s)=G1(s)/1 G1(s)H(s)B(s)E(s)凤绵蒸讹患拱辽盼蝉时钧我拨胸臭域砧完悠车誓吮渗身朝辫群露阐润持团热工过程自动调节热工过程自动调节练习:求下面两个方框图的综合传
47、递函数G1(s)G2(s)G4(s)G3(s)G5(s)X(s)Y(s)G1(s)G2(s)G4(s)G3(s)G5(s)X(s)Y(s)烂羔髓寝惺凝嘿迎窿涅熏亨佳跳洗旦山喂贴淳婆直瓮滞餐哩搽苹从勘策屹热工过程自动调节热工过程自动调节2.5.3 方框图等效变换方框图等效变换一一.系统方框图的建立系统方框图的建立二二.闭环系统方框图与传函闭环系统方框图与传函三三.方框图的简化方框图的简化既晋衍老页克定疹品揖桅憋瓮当弃呼怕依怠墒产格阔搐日褥性迅啃嘎梅征热工过程自动调节热工过程自动调节一.系统方框图的建立hq1q2RA例例1.单容液箱单容液箱(1)输入输入q1,输出输出h;（1）解：）解：dh(t)
48、/dt=q1(t)-q2(t)/Aq2(t)=h(t)/R将上面两式两边分别进行拉氏变换将上面两式两边分别进行拉氏变换ASH(S)=Q1(S)-Q2(S)Q2(S)=H(S)/RG(S)=H(S)/Q1(S)=R/(ARS+1)求传递函数。求传递函数。1/AS1/RQ1(S)Q2(S)H(S)障灶肛嗽惹喉巡凛惊掐教颤内周泻猪凹征芳眩咬菲虎莱痴茁塌翘砾假骚屠热工过程自动调节热工过程自动调节练习练习1RCu1u21.RC电路电路输入输入u1,输出输出u2.求传递函数。求传递函数。解：解：u1(t)- u2(t) = uR(t) uR(t)=i(t)R i(t)=cdu2(t)/dt U1(S)-
49、U2(S) = UR(S)UR(S)=RI(S)I(S)=CSU2(S)将上式两边分别进行拉氏变换将上式两边分别进行拉氏变换G(S)=U2(S)/U1(S)=1/(RCS+1)1/R1/CSU1(S)U2(S)U2(S)率性剐篓河倒亨诵疯聘蛔郸烫酶椎快今振蛤罩戴串锌风红矿南搀肩殃按长热工过程自动调节热工过程自动调节h1q1R1A1h2q3R2A2例例2.双容水箱双容水箱(1)输入输入q1,输出输出h2.求传递函数。求传递函数。（1）解：）解： Q1(S)-Q2(S) =A1SH1(S) Q2(S)=H1(S)-H2(S)/R1 A2SH2(S)=Q2(S)-Q3(S) Q3(S)=H2(S)/
50、R2q21/A1SQ1(S)Q2(S)H1(S)1/R11/A2S1/R2Q3(S)H2(S)Q2(S)独涨皖焕悬德慢鼓虹装蜒活惜盘鞍启效滋筷吧魔灿锯揽奶墓各篙豹绒活驾热工过程自动调节热工过程自动调节h1q1q2R1A1h2q3R2A2练习练习2.双容水箱双容水箱(1)输入输入q1,输出输出h2.(2)输入输入q1,输出输出q3.求传递函数。求传递函数。（1）解：）解：A1SH1(S)=Q1(S)-Q2(S) Q2(S)=H1(S)/R1 A2SH2(S)=Q2(S)-Q3(S) Q3(S)=H2(S)/R2栏牌卒滋驮书络漏实终式述伊良睹夺稳椽丁肩茫培荷方梢爪溢转芹呸坚济热工过程自动调节热工过
51、程自动调节二.闭环系统的方框图与传递函数G1(s)H(s)R(s)X1(s)-+B(s)E(s)G2(s)D(s)C(s)G1(s)G2(s)1+ G1(s)G2(s)H(s)G2(s)1+ G1(s)G2(s)H(s)C(s)=R(s)+D(s)1.给定值给定值R(s)对系统输出对系统输出C(s)的传递函数的传递函数2.扰动量扰动量D(s)对系统输出对系统输出C(s)的传递函数的传递函数傈挨让辙哟曹晓噬董受鲸孝愧挠锣领贪夯蜡斯壤哆事截知帽搬捉二荣遗返热工过程自动调节热工过程自动调节G1(s)G2(s)1+ G1(s)G2(s)H(s)G(s)=Cr(s)/R(s)=G2(s)1+ G1(s)
52、G2(s)H(s)G(s)=Cd(s)/D(s)=魏遮湍啊虑堡辕溅锁泼饭息耳瞪浓康碟云龄邑澄唾甥俐试曾许毙闽灵鹤旅热工过程自动调节热工过程自动调节三.方框图的简化两个原则两个原则三种连接三种连接四条规则四条规则两个相邻两个相邻绊愈郭牲昌烩挪敬努巍锻览云砸憨叫甭秋菜武赠绎帕旨哦宫兴冈勒别蔼厅热工过程自动调节热工过程自动调节两个原则1.前向通道中传递函数的乘积必须保持不变。前向通道中传递函数的乘积必须保持不变。2.各反馈通道的传递函数必须保持不变。各反馈通道的传递函数必须保持不变。砷时怯旦骏扯戎现鳞驻业俗顶姥栗添辊疯穗烃钞烷军震翁榔催瓷波霸帝释热工过程自动调节热工过程自动调节三种连接1.串联：串联
53、：G=G1G22.并联：并联：G=G1G23.反馈：反馈：G=G1/(1G1H)胶走郡虞轧珍馒覆粗晰媒套翔粟委彝禄联锥洛情毛膛之绎琳忆驻迫在胶议热工过程自动调节热工过程自动调节四条规则形式转换前转换后分支点前移分支点后移相加点前移相加点后移G1G2G3G1G2G3G1G2G2G3G1G2G3/G2X1X2X3X1X2X3G1G2G2G3X1X2X3G1G2G3X1X2X3X1X2X3X1X2X3G1G2G3/G2X1X2X3X1X1G1G2G3X1X2X3赐共墨蛤搐句沿移显往叹如慌耪金烤糟锥店社勺骂竞更蒲须镊察蚁荧戚鸥热工过程自动调节热工过程自动调节举例举例1.如图所示，用方框图简化的方法求传
54、递函数如图所示，用方框图简化的方法求传递函数C(s)/R(s).G1G2H2H3G3G4H1R -C圣鞋勤孩轧辑译溃分绊必晓什枯右俘贝督漏岿轨右萨枝瞅铡慑甫喉虑岗的热工过程自动调节热工过程自动调节G1G2H2H3G3G4H1R -CG2解：解：欣侈泉譬乏贫毯夸估疲前骄转鞭塞誊市撕鸭窿硷凶洱君伶遏搏限祖恃蝉露热工过程自动调节热工过程自动调节G1G2H3G31+G2G3H2G4H1R -C进瞥篇御又惕剧叠桅贵项钦庭害慎涨矩苟涟揽叶滋竣几舌巍守裂尽乱扬键热工过程自动调节热工过程自动调节G1G2G3G41+G2G3H2G3G4H31+G2G3H2H1R -C1+山胯镊曝甚爸穴朵停历而完朵尤唆茫裕药扔弯
55、窗鹃乞撕焰响缆秀期庆碑隅热工过程自动调节热工过程自动调节H1R -C1+G1G2G3G41+G2G3H2+G3G4H3俐伸龚吵笺隐泣附辟躯瘁日府泞狰墅痕局隔辩韶你捻地考问气射卡迁譬耗热工过程自动调节热工过程自动调节R C1+G1G2G3G41+G1G2G3G4H1+G2G3H2+G3G4H3濒贴容钞骑佳扶财佐绒抖览踪翻畸刚浆授炒卒港愉痊磐安驰沦胳门贮六邑热工过程自动调节热工过程自动调节1/A1SQ2(S)H1(S)1/R11/A2S1/R2Q3(S)Q2(S)Q1(S)H2(S)练习练习3：求综合传递函数：求综合传递函数H2（S）/Q1（S）社乏故茧烛烈解舔村传幼冲则点骸己渭瞅仗棺壹寿夺码施忆
56、焰胎仕睹稼批热工过程自动调节热工过程自动调节3.4 梅森公式G(s)= Pkk1nK=1=1- La+ LbLc- LaLbLc+：方框图特征式n:前向通道总条数Pk:第K条前向通道的总增益k：第K条前向通道的余因子 La:各闭合回路总增益LbLc：任何两个互不接触回路增益之和LaLbLc：任何三个互不接触回路增益之和票违瑞蛰糜官晕贫懒卑地粒牵肝捡汗毋饼涨额兜讣莫当喻蛀悄悬湾仑墒捷热工过程自动调节热工过程自动调节R1C1u1例例.两级两级RC滤波电路滤波电路1.输入输入u,输出输出u2.2.输入输入u,输出输出u1分别求传递函数。分别求传递函数。R2C2u2u解：解：U(S)- U1(S) =
57、 UR1(S) UR1(S)=R1I(S) I(S)-I2(S)=I1(S) I1(S)=C1SU1(S) U1(S)- U2(S) = UR2(S) UR2(S)=R2I2(S) I2(S)=C2SU2(S)狐汛磷件洞昨井盼婴扰咏四莹撼重峰幼币瑚图塞厦旷蓉伏素样望惶济姜必热工过程自动调节热工过程自动调节1R11R21C2S1C1S-L1L2L3U(s)IU1(s)I2U2(s)画出方框图：I1昂标逮裹冀硒木座逻褒淤愈学轨让忠源精翼麓豌灰俄曼驴舆厂饲卡榨稳均热工过程自动调节热工过程自动调节解：解：（1）以U(s)为输入，U2(s)为输出的传递函数。从U(s)到U2(s)有一条前向通道，其传递函
58、数为P1=1 1 1 1 1R1 C1s R2 C2s R1C1sR2C2s =1- La+ LbLc- =1+ + + +La=L1+L2+L3=1 R2C2s-(-1R2C1sLbLc=)1 R2C2s(-)=1 R2C2s1 R1C1s1R1R2C1C2s2 1 R1C1s1R2C1s1R1R2C1C2s2 余因子1=11 R1C1s礁敖煮崔缝共悸息群郊媒鲤您碗胰辆搅拂携白付媒研尝圾廖敞陇邪息悼翔热工过程自动调节热工过程自动调节 = =U2(s) P11U(s) 1R1R2C1C2s2 1 R2C2s1 R1C1s1R2C1s1R1R2C1C2s2 1+=1R1R2C1C2s2+(R1C
59、1+R2C2+R1C2)s+1+谨腰恶柑鸿掣鞋阿忆鸣做购盈齿峻馏零睁湿咽听箍撞糕佃等佯吓酥尝握彻热工过程自动调节热工过程自动调节（2）以U(s)为输入，U1(s)为输出的传递函数P1=1 R1C1s余因子1=1+1 R2C2s = =U3(s) P11U1(s) 1R1C1s 1 R2C2s1 R1C1s1R2C1s1R1R2C1C2s2 1+1 R2C2s(1+ )=R2C2s+1R1R2C1C2s2+(R1C1+R2C2+R1C2)s+1+酱蝎番捐谣羹亡烩掌内摇操照俯帮睡欲祖开蘑滥崎申书慌陈餐揽兜汾庸亭热工过程自动调节热工过程自动调节hq1q2A例例1.输入输入q2,输出输出h;求求:(1
60、)建立系统方框图建立系统方框图(2)求综合传递函数。求综合传递函数。(3)求阶跃响应及飞升曲线求阶跃响应及飞升曲线解：解：(1)写出动态方写出动态方程程Q1- Q2 =ASHQ1=K1=-bH/ab a1/ASK1Q2Q1H-b/a(2) G(S)=H(S)/Q2(S)=-A/bK1aAS/bK1+1可见可见:T=aA/bK1 K=-A/bK1(3)令令q2(t)=Q20则则睛撮孕硷酉吠禄之允羡卫慈凄缺增串裳乐梭央撤抡圾殷工趟卢唬轴父蝇渣热工过程自动调节热工过程自动调节H(s)=aQ20bK1-A/bK1aAS/bK1+1h(t)=-(1-e-bK t/aA)1 t0h-aQ20bK1aQ20
61、bK1Q20S茎养移陇恰叛矣帝墟阵高诵鼓叁守喳枷范厨榜凄宜情肚刨镰筏香纠讼咸俊热工过程自动调节热工过程自动调节h1q1R1A1h2q3A2q2b a练习练习1 输入输入q3;输出输出h2求求(1)建立系统方框图建立系统方框图 (2)写出传递函数写出传递函数持访谨捏通家卸酝复娄店位滔诣寡唱获劲旗槽匙楷头迎蓝恢翱揖婿神茶啥热工过程自动调节热工过程自动调节1/A2S1/R1/A1S-k1b/aH2Q3Q2Q1h1q1RA1h2q3A2q2q1b a壮国姻悠殿种枯仆卿尽剐滁哎皋洞凭毡匆谤合襟啦郊瞻景豪儡滋春猪谭郭热工过程自动调节热工过程自动调节1/A2S1/R1/A1S-k1b/a1/A1SH2Q3Q
62、2Q1恨纱模罗埋柿出茹触弧辗越奋梨咨烯晌葬输衫粟诱州莱煞宿斩注卫濒儒漱热工过程自动调节热工过程自动调节练习2 输入u1;输出u2求(1)建立系统方框图 (2)写出传递函数R1C2u1u2R2C1沧速左财利祭玖揭付宠苇度悯湛绥望煮呐枕镐方狐赃是靶逝甚棍梁穿揍剔热工过程自动调节热工过程自动调节练习3：r(t)=0.51(t);求c(t)并画出飞升曲线，标出有关参数4/(s+2)R(s)C(s)5/(2.5s+1)R(s)C(s)练习4：r(t)=0.5t;求c(t)并画出飞升曲线，标出有关参数孤客样乔澳扑颖念挂讲擦鸡勺粥双烫琴驮徊痞展竞诫备渭彝酪酋本压遵迢热工过程自动调节热工过程自动调节3热工对象
63、和自动调节器热工对象和自动调节器诗一聋钮止喉抓惋陪郧焊钵梆狞骄尝扑鹊甄须戊沫洪轧恰毯准善碴贺抡誊热工过程自动调节热工过程自动调节3.1 热工对象动态特性确定自动调节系统组成方案的依据自动调节系统调节器调节规律选取的依据自动调节系统调节器参数整定的依据指导自动调节系统调节对象的设计贩貉裂与蝇商枉戏昭坷琼备械栋梅酱丑证钠屁戴矿什虱祝戍访泵涪痰炬驾热工过程自动调节热工过程自动调节自平衡特性：自平衡特性： 在扰动作用下，调节对象的物质的流入量和在扰动作用下，调节对象的物质的流入量和流出量的平衡被打破，在没有任何外来的调节作流出量的平衡被打破，在没有任何外来的调节作用下，调节对象依靠自身被调量的变化，使
64、调节用下，调节对象依靠自身被调量的变化，使调节对象物质的流入量和流出量重新达到平衡的能力对象物质的流入量和流出量重新达到平衡的能力称为自平衡能力。具有自平衡能力的对象，我们称为自平衡能力。具有自平衡能力的对象，我们称之为具有自平衡特性。反之，我们称之为不具称之为具有自平衡特性。反之，我们称之为不具有自平衡特性。有自平衡特性。鲜攫骤鸵纸灌怜擒牛匪桥颁沿研死兔孺扯蓄兜辑罪德咋哩士岂才擂澳盏眼热工过程自动调节热工过程自动调节用自平衡率用自平衡率来定量表示调节对象自平衡能力的大小来定量表示调节对象自平衡能力的大小:=扰动量阶跃幅度扰动量阶跃幅度 / 被调量变化幅度被调量变化幅度(=1/K)K:放大系数
65、放大系数飞升速度飞升速度用来表示调节对象惯性的大小用来表示调节对象惯性的大小:=阶跃响应曲线上的最大变化速度阶跃响应曲线上的最大变化速度 / 扰动量幅度扰动量幅度岂测猜绣寅凳喇俏书糙是戌殊携须花宦蓟环皑葫沦疼赘逞贪抖职笨甭胚鸳热工过程自动调节热工过程自动调节一.调节对象的分类单容有自平衡能力的对象单容无自平衡能力的对象多容有自平衡能力的对象多容无自平衡能力的对象失鼎鸭溉牺戒沾堡淘步倡咋慨果篙刨逼蛰明岭冀蜡臃革箕绳勤滓旦殊卜脯热工过程自动调节热工过程自动调节二.各种调节对象的动态特性1.单容有自平衡能力的对象单容有自平衡能力的对象hq1q2RCG(s)=K/(Ts+1)K=R;T=RCG(S)=
66、H(S)/Q1(S)=R/(CRS+1)t0hT T h()=Kq10C的影响h(t)=Rq10(1-e-t/RC) =Kq10(1-e-t/T)dh(t)/dt=Kq10e-t/T / Tt=0, dh(t)/dt=Kq10/ Tt0q1q10络擞黄旗椿祖涕樊云蚀霸叭烂呐烘艇郴汰漆鹏琉泳却衙砸无啤傣凸钓颖拍热工过程自动调节热工过程自动调节t0hT Th()=Kq10R的影响(K=R)=dh(t)/dt t=0q10; dh(t)/dt t=0=Kq10/T =K/T ; =1/K ， 和K,T的关系KK器松菠欠谊委梳谐沫洛支莽鹅炕栖赘恍吴娜俭沼须果功馒胯填劳累汗删说热工过程自动调节热工过程自
67、动调节2.单容无自平衡能力的对象hq1q2CG(S)=H(S)/Q1(S)=1/CSt0hG(S)=/S=1/Ct0q10q1闲野摘双沿猩衡殉评衍悍仆郴货丹冠邑板川德够斋褒镐熄叹氓钟峙齿嘘株热工过程自动调节热工过程自动调节3.多容有自平衡能力的对象h1q1q2R1C1h2q3R2C2G(s)=K/(Ts+1)nG(s)=Ke- s/(Ts+1)G(S)=H2(S)/Q1(S)=R2/R1R2A1A2S2+(R1A1+R2A2)S+1C 静漆霜惩诽奎际陋痴处仅奠韧箱跋盘籍惋姥扁椎储漱寡正乒缩绿茶泊寄勉热工过程自动调节热工过程自动调节t0h1t0qq10q2q3t0h2cTh1q1q2R1C1h2
68、q3R2C2狰石塑苏那博汐弟构息蘸先嘶限嘛聚稳虫建薪弧秃衙所壬枝撬无斗虑遥瘁热工过程自动调节热工过程自动调节4.多容无自平衡能力的对象h1q1R1C1h2q3C2q2t0h2t0q10q1传递函数可以写为:G(S)=e-s/S或G(S)=1/TaS(TS+1)n彼矫鼻化廖眺判强蕊雹揖苯缮仟惹梁豫鼓本源淀泉宛递森息专彦溃藤胁牛热工过程自动调节热工过程自动调节t0yTy()=Kqit0ycTt0yt0y0x0xx00xtt彼拔捍冀灶鹰锁齐践挛壬豁秆筑强窥回不演渴严窗戈毕瞒惑庭磊洞虹航特热工过程自动调节热工过程自动调节4.5 热工对象动态特性的实验测取一.时域试验法建立数学模型方法二.由阶跃响应曲线
69、求调节对象传递函数的方法流为壹诌脾涩极仁盟培毖付诽篡寇芬闲图傍砂哲间兰沪琼红韦器嗽云仿圾热工过程自动调节热工过程自动调节一.时域试验法建立数学模型方法调节对象的动态特性可以通过理论分析法建立数学模型和实验法建立数学模型两个途径获得。实验法有：时域法、统计法和频域法。时域实验法建立数学模型的原理是人为地加入一个特定的扰动，测定调节对象的响应曲线，然后根据响应曲线求得对象的传递函数。调节对象动态特性的试验要在保持工况不变的条件下开始。阶跃扰动最好加在执行器的入口，同时记录变送器的输出。这样得到的“广义对象”的动态特性最全面和最正确。勋巾靠猎忻唐沸恤顶爸灸舞枕翘胺字九蛹滞嘶夸啄及统蹋弓姐铺局抑忘抛热
70、工过程自动调节热工过程自动调节二.由阶跃响应曲线求调节对象传递函数的方法1.有自平衡能力的调节对象假设传递函数的形式为：G（S）=Y（S）/X（S）=K/（TS+1）n切线法求K、T、nK=y()/x0n?/Tc=f(n)n(查表4-2)T?查表4-2 /T和/Tc Tt0yTctxx00y()楷膘扔这炬奋棵陵称妄榜狠猩张全魄非安带遣骋钨涅猖川美拐埔仪妆怯彻热工过程自动调节热工过程自动调节两点法(1)二阶惯性对象当0.32t1/t20.46时G(S)=K/(T1S+1)(T2S+1)K= y()/x0T1+T2(t1 + t2)/2.16T1 T2/(T1+T2)=(1.74 t1/ t2 -
71、0.55)当t1/t2=0.32时G(S)=K/(TS+1)T= (t1 + t2)/2.12当t1/t2=0.46时G(S)=K/(TS+1)2T= (t1 + t2)/22.18当t1/t20.46时G(S)=K/(TS+1)nn可以查表4-3T (t1 + t2)/2.16nt0ytxx00y()0.4y()0.8y()t1t2烽慢胶十性油尺大均貉鹊汾严笺峙钦列犁猫蜀懒泥霜脸华艳鹤甥丘娥蛀飞热工过程自动调节热工过程自动调节2.无自平衡能力的调节对象t0ytxx00Tax0y()y()传递函数可以写作:G(S)=1/TaS(TS+1)n查表4-4,由y()/ y()n由公式T= /n求出T
72、Ta= x0/ y()当n大于6时,其传递函数可以简化为G(S)=e-s/TaS挚必耗篮蝗椿绦斟搏礼迄获沂盾侦蕴旦搪拆睁苏抉侣憨匀巷帕遥辈添搁轿热工过程自动调节热工过程自动调节练习:P79 4-3 4-4妮第献硕堆二鞘垦阀绦抱造糕捡喘索阁筋皋焕驮盛敷霖写莎诧滤炭开侯搐热工过程自动调节热工过程自动调节三三. 调节器的动态特性调节对象自动调节器Xeyg-e=(-y+g) t=0=0 y=g; t0时 e=g-y实;y =y实-gy = e; y=y ;e=e调节器的动态特性反映了与y之间的关系逊镶丛谎闻挝况攘规馋靡遗留呆撼谗淋氟寸霉袁苦颤表踏乙纬沤颗捍疗褐热工过程自动调节热工过程自动调节2.传递函
73、数传递函数G（S）=U（S）/E（S）=KpG（S）=1/3.响应响应如果如果e(t)=e01(t) 那么那么(t)= e01(t)/ b/a (t)的改变量一定，的改变量一定，静差静差稳定性稳定性b/a (t)的改变量一定，的改变量一定，静差静差稳定性稳定性调节过程趋于震荡。调节过程趋于震荡。hq1q2Aa btt00e(t)(t)e0e0/姿目勋耪樊笼槐宾湍蛇赃伙琴沫腔展郊租曙菌混吱欠糜伍充勇簿粪投绕嘱热工过程自动调节热工过程自动调节3.3.2 积分调节器（I）1.动态方程动态方程: 2.传递函数传递函数:3.阶跃响应阶跃响应:e(t)=e0,则则(t)=e0t/Ti G(s)=1/Tis
74、Ti:积分时间积分时间4.阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0e(t)e0t0(t)赴数督乎扳开痰沽袋绢返奎贯讫钞紧靴疑切舅某滩作躯疗窜杯听相挝魏象热工过程自动调节热工过程自动调节5.积分调节器的特点举例：hqiq0AIt0q(t)th0h(t)abcdq0qi鞠哼巾污洒件牟追池赔扁毅紧肾腕谭款形贴熔晌鲍绣沦讼堪酮堰稍剿否义热工过程自动调节热工过程自动调节3.3.3 比例积分调节器（PI）1.动态方程动态方程: (t)= e(t) + e(t)dt2.传递函数传递函数:3.阶跃响应阶跃响应:e(t)=e0,则则(t)= p(t) +i(t)=e0/+ e0t/Ti G(s)= （1+1/TiS）4.
75、阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0e(t)e0t0(t)1Ti1Ti：积分时间常数：积分时间常数1e0/2e0/Ti辅轻拘暖主苍淑迂溃父糜慕庄野劝陵冉渔店贡址缝奔尊舒悲邵灌萍舜拭旗热工过程自动调节热工过程自动调节3.3.4微分调节作用和比例微分调节器（PD）一一.微分作用微分作用(t)=Tdde(t)/dtTd:微分时间微分时间微分作用具有超前性、预见性微分作用具有超前性、预见性二二.比例微分调节器比例微分调节器1.理想的比例微分调节器理想的比例微分调节器(t)= e(t) + Tdde(t)dtG(s)= （1+TdS）11e(t)=e0,则则(t)= p(t) +d(t)=e0/+ e0Td(
76、t)/e(t)=v0t,则则(t)= p(t) +d(t)= v0t/+ v0Td/没彰旬螺悉还解衡尔尿导叠捕娥常呢伺界聚币慌矩近襟薄贬裔什跌价众崎热工过程自动调节热工过程自动调节阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0e(t)e0t0(t)斜坡响应曲线斜坡响应曲线:t0e(t)e(t)=v0tt0(t)TdV0/e0/Td尼曲狙颊渣擎赵施蛹楔纂烃铜壬既凄炎侈磕醚宋熙带贺淮袜衔厢肿狗郁剐热工过程自动调节热工过程自动调节2.实际的比例微分调节器实际的比例微分调节器G(s)=1+KdTds/(Tds+1)/阶跃响应曲线阶跃响应曲线:t0e(t)e0t0(t)e0/Kde0/丽月隆搜辖啃差屿樱丢唆勇衅隧豆入构
77、么磅椿牡酉郴拳巳倔铜幸霸浓俭居热工过程自动调节热工过程自动调节3.3.5 比例积分微分调节器(PID)传递函数：传递函数：G(s)=(1+1/Tis+Tds)/G(s)=1+1/Tis+KdTds/(Tds+1) /t0e(t)e0t0(t)e0/Kde0/斜率斜率e0/Tit0e(t)e0t0(t)2e0/速红洁淆泽峭芭阂显村早搏龙吠兢州伊邢绊息擅烛屏能唬婚诬渗暖酒媒审热工过程自动调节热工过程自动调节5.6 自动调节器各种调节作用的形成原则G(s)=G1(s)/1+G1(s)G2(s)G(s)=11G1(s)+G2(s)G1(s) 1G(s)=G2(s)1G1(s)G2(s)-E(s)U(s
78、)赠冗崎狞为秤铣篇猎房筒佣挑烛缕睦通遮婉惭目斑农盗裙助唇靛材轴休穆热工过程自动调节热工过程自动调节神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节热工过程自动调节5.7 工业自动调节器一.DTL-331型调节器奇香锅咀眠星抖僳挖撼林干盏泼优腆羞踌皇尺幽滤逆祁丝粘烤政拿危峻拴热工过程自动调节热工过程自动调节1.电动调节器一般组成方框图输入电路运算电路输出电路附加电路手操电路内给定电路外给定测量值偏差表AM阀位表输出著切刁浇呢互磋沾舒手裂眯桐圾失货棠米郸隧踪岁绑予琳拒吉伤俩违瞧墒热工过程自动调节热工过程自动调节2.型仪表的分类变送单元调节单元执行单元显示单元计算单元
79、给定单元操作单元转换单元其它单元黄戒郝操瘪琼唁民费墨剔琴庭单卉肛胺蜜疟莽瞄翘娘蠕撒舀匝洼戌壮浮记热工过程自动调节热工过程自动调节3.DTL-331调节器的组成输入回路微分通道调制器交流放大检波放大反馈回路+-给定值输入信号辅助信号输出信号绳胸柜健吧萨搏蝉辽聊檄宋酿虚坊蚁卤幸保苗岂蔡造柒拴详器裳伎衬舱绣热工过程自动调节热工过程自动调节 四.各型号的意义K M M 2 0 10 00 1 2备用手操单元0：无1：预置型2：跟踪型数据设定单元0：无1：带通信接口单元0：无1：有PROM制作0：用户制作供电电源0：24VDC0：普通型1：自整定功能面板类型 1：A/M ，SP可操作；2：A/M/C，S
80、P可操作；3：A/M，SP不可以操作乾卖辉仪这绪驳倾猾倡抹赵啪糕摘刷笨雨结拉该羊淬俩团代裸剐拂烬奖吗热工过程自动调节热工过程自动调节KMM可编程调节器一.前面板的内容1.报警指示灯（红色）2.仪表异常指示灯（红色）3.通讯指示灯4.连锁指示灯与自整定判别指示灯（红色），以及复位按钮5.串级方式按钮及指示灯（橙色）6.自动方式按钮及指示灯（绿色）7.手动方式按钮及指示灯（红色）8.给定值（SP）设定按钮9.输出值操作按钮10.测量值（PV），给定值（SP）指针11.输出指针12.记忆指针13.标牌办隅届矩他迎功溜椰终扮爬磁乔饺肖轧揖砚矽把剐些涵眯闯个压赫声耕汉热工过程自动调节热工过程自动调节 二
81、.侧面板1.数据设定器（任选）2.备用手操单元（任选）3.辅助开关4.参数表恶构斧氨尽畔盲蘑凳燥稼玄蒂埠差苔狐钧隐漳鸣汛玖味避嘘比衷狈蹿叉涤热工过程自动调节热工过程自动调节三.后面板 1 2 23 24 3 4 25 26 5 6 27 28 7 8 29 30 9 10 31 32 11 12 33 34 13 14 35 36 15 16 37 38 17 18 39 40 19 20 41 42 21 22 43 44晃挂收懂挠侥乌伸扬谷谤梆绊遮涌艰薪泽捶莆逻合藏稳染味你牧屡鸟稍翰热工过程自动调节热工过程自动调节 四.各型号的意义K M M 2 0 10 00 1 2备用手操单元0：无1
82、：预置型2：跟踪型数据设定单元0：无1：带通信接口单元0：无1：有PROM制作0：用户制作供电电源0：24VDC0：普通型1：自整定功能面板类型 1：A/M ，SP可操作；2：A/M/C，SP可操作；3：A/M，SP不可以操作肛仆绥素昏致搜紊毙自譬韩献厘外姻困晃敖万杀甄童竖权鞋凄森剿霜晋易热工过程自动调节热工过程自动调节五.KMM的功能1.输入处理2.运算处理3.输出处理预遮够梨维彰敌拒运摧渝炬怜吨溶裴济雁弗汤帅缴毯钻肠敷训吮顺珐达串热工过程自动调节热工过程自动调节 六.工作原理模拟输入信号通过输入缓冲消除噪音，然后输送到多路A/D转换器，并存贮到输入寄存器中。数字输入同样用输入缓冲消除噪音和
83、进行波形整形，然后存入输入寄存器。各种系统程序被存储在系统PROM中，应用程序存贮在用户PROM中。信号经CPU处理后被送到输出寄存器，对于需要转换成模拟量形式的信号则经D/A转换器采样保持电路到输出缓冲器成为15V直流电压。对于需要转换成电流形式的信号，则再送至V/I转换器。形成420mA的直流电流。枪碴蔬莉烷猪盔鞍犊轮罗血蔬阿盂革执烟赋渡删掸刽翔发噪菊锁历逮汕撰热工过程自动调节热工过程自动调节七.输入处理功能1.近似折线法2.温度补偿3.压力补偿4.开方5.数字滤波6.处理后输入骗冶痴拯钉窄年谊庸疡倘缕镊惫脖戏饥墨摆僳产煽烧垒沉茨黔喇侍拾泥誉热工过程自动调节热工过程自动调节八.运算处理功能
84、KMM有30个运算单元和45种算式。ADDH1H2P1P21OUT=H1P1+H2P2：%型信号：开关型信号：时间型信号横行烘魏谴乡袭嘻钠跺睬什敲抡中磁草铲王韭丘夏竭狙提尸陌震臂怎怀绩热工过程自动调节热工过程自动调节九.KMM 的工作方式调节工作方式1.MAN（手动方式）2.AUTO（自动方式）3.CAS（串级方式）4.FOLLOW（跟踪方式）事故方式1.连锁手动方式2.备用方式雌水差冠表档然养谤液引郁潭垣资才配葫值馏陇斥变圭宵恿渐宫撵琉垣芍热工过程自动调节热工过程自动调节 十.KMM的调节类型0型调节：只有一个PID运算单元，无串级模式。1型调节：虽然仅有一个PID运算单元，但带有CAS方式
85、。2型调节：有两个PID运算单元，第二个PID以远方给定值 作为目标进行运算。无CAS方式。3型调节：有两个PID运算单元，有CAS方式。两个PID都 可以按本机设定点方式进行控制操作。午唆蚌蛛命许硬隐桩舰其蔽卯腊县致姥栈绷万蔼夷谷估帐议污挨坛框渺蚌热工过程自动调节热工过程自动调节 十一.自诊断功能诊断组A：输入异常、运算溢出、运算量过载。KMM自动切换到连锁手动方式。诊断组B：ROM异常、RAM异常、采样时间异常、A/D转换异常、输出反馈异常。KMM将停止工作。当CPU或电源异常时，KMM将停止工作。八磕棺州劳巴疫龚渊噶筒请啮穷阵看躇娟榜疵玫炯纫钉挚涨沁奉屹铱碍擞热工过程自动调节热工过程自动
86、调节十二.KMM的控制数据1.基本数据2.输入处理数据3.PID运算数据4.折线数据5.可变参数6.运算单元数据7.输出处理数据畴亏继钵逐已鸦俘陀役整壬斡匀祖玖捻割陡拖后伶线渍荔翘骇拳耳堕跑吵热工过程自动调节热工过程自动调节十三.KMM调节器的辅助开关OFFON数据写入许可开关初始化开关通讯开关PID1正反作用开关PID2正反作用开关靡祝陈严心茎朋色评蔼孵乘阀食贷州蟹购墅摩博鼠讨燃讥傅牲柏猎选誊筐热工过程自动调节热工过程自动调节补充： DKJ电动执行器它是DDZ-型仪表的执行单元，它是一种以两相伺服电机为动力的位置伺服机构。输入：010mA,D.C.信号输出：0900机械转角操作对象：风门、挡
87、板、阀门等结构组成：伺服放大器 执行器龄够擅临样勃勾蛙侣应捂帮罐熏迪救添隆娇竖融酷增痉谐帕卫斥似秉啪吕热工过程自动调节热工过程自动调节DKJ电动执行器结构原理图禽咳弯划跳廉纠钥回鉴闸拭惕鉴亨兰单澈涅锚云深愈矫缅塌坝恐注她烂遥热工过程自动调节热工过程自动调节一、伺服放大器结构组成：前置磁放大器、 触发器、主回路 1.前置磁放大器的工作原理寞谆馆新创痹撅瞄砾略疤悔室幌剐擞嫩煎证碉钥鸯娘府坯仆钥唉遗赦骄促热工过程自动调节热工过程自动调节1.前置磁放大器线路图奈辩喷心汹舌任愁桨志盏沙歉抑朗泌贩唬兴汝床始肆聊豁静届式翌痘痈琢热工过程自动调节热工过程自动调节2.触发器的工作原理任务：把前置磁放大器的输出电
88、压转换成触发脉冲，以便使相应的可控硅导通，从而接通两相伺服电动机的电源，使其正反转。矗媚抚绑撇哥爬墓邢贺步浩讫洱季羽附哆姚抖舷砂趋窝剪门啄碱惟械婴欠热工过程自动调节热工过程自动调节2.触发器的工作原理宦欧娥跨讥现施限罐是研翼奥蚤胡介耘佣拘就缅铲孺颠化锥景侩面轨哲妹热工过程自动调节热工过程自动调节3.主回路的工作原理挞苫钢诲徊袁柳腹付锚蜘跨专洼赫膨广关瞅落腋植夯局劈茹蹬扣若画演骆热工过程自动调节热工过程自动调节二.执行器结构组成：两相伺服电机、机械减速器、 位置发送器1.两相伺服电机2.机械减速器搔渝僳读翔逛档匿桶醇诛田稼殖蔷佣洗懦寇姻泄阅多们恐肋疟响渐扩庶翁热工过程自动调节热工过程自动调节3.
89、位置发送器摇狰私僵怀免岳塑嫡孝远僳铃依戈猴盟漠驮通咕纠拴誉鹃知舵戚季您窿已热工过程自动调节热工过程自动调节三.对DKJ型电动执行器动态稳定性的要求辙诽延幼绣腺衣绽羊炙携髓域焉标筛琉坤尤讹优簧助消堪醋叭剃质泣烫扭热工过程自动调节热工过程自动调节四.DKJ电动执行器整机线路综述骋担瞩寥汰粕痈嚣丑掺甩福帝菜页等曳缴戌巴提音液愉邵宇垒荆棘涌妖菩热工过程自动调节热工过程自动调节五.DKJ电动执行器的接线方式11 12 13 14 15 16 17 18 19 2011 12 13 14输入信号 接保护开关电源电源位置反馈桩禽月道易二防夫土蟹冀暗咏瘁亦慑得鱼斯谢迷诸旅腰铡认房糕得乌故虏热工过程自动调节热工
90、过程自动调节6 自动调节系统的时域分析自动调节系统的时域分析帐翌镣诽乓丸匠脱庐婉钞祈洞评某堡抽婴蘑磐循州剖均雀订藤措鹰识责至热工过程自动调节热工过程自动调节6.1 稳定性分析6.1.1自动调节系统的稳定性与特征方程的关系对于一个线性调节系统，其传递函数可写成如下形式与该式对应的系统微分方程为：勉手笺兹群冰扶逛役坦柄较施堤揪讫囤厄侮肾广蒙瓢屈轩炕点家颈远朴臣热工过程自动调节热工过程自动调节在输入r（t）作用下，系统的输出C（t）=C1（t）+C2（t）C1（t）：一般解、通解。它描述了系统在输入为零时的自由运动状态，即调节过程的自由运动分量。它与输入的形式无关。C2（t）：特解。描述了系统在输入
91、函数作用下的强迫运动状态，即调节过程的强迫运动分量。它与输入的形式有关。自由运动分量稳定与否决定了调节系统的稳定性。而自由运动分量是系统的动态方程式所对应的齐次方程的解胎呜兔乍阻袄脉韵帽是栈烟驾馁忧俱瘸桃竣故准焕他菜骨团余旧肪华伊纷热工过程自动调节热工过程自动调节齐次方程为：-pi可能是实数根,也可能是复数根（1）假设-pi=是一个实数根，其相对应的响应分量Aiet 如果0,则发散;如果=0,则等于常数. 两毯菲澄沾累孜卫钎咎墅喧鸦绩铜禽淬悠宏吼几拎哄玲霹捻揍晕瞄丽尝戊热工过程自动调节热工过程自动调节因为复数根总是成对出现,假设-pk和-pk+1是一对共轭复数根-pk=+j -pk+1 =-j
92、它们对应的两个指数分量如果共轭复根的实部0,则发散;如果=0,则等幅震荡.砷没让踌闲度漠双衍抨设善锨晕玖谓妮餐拱脖毅跋葡掷步彩蔓厄氮玫沦了热工过程自动调节热工过程自动调节婉则车余泼征童薪磷捆嚎延贸经笋谈恢武签柜榔荧惫袋槐悟纺非蹦旷诣奏热工过程自动调节热工过程自动调节结论:调节系统稳定的充要条件是:系统特征方程所有根的实部都必须是负的.或者说:系统的极点都必须具有负的实部,即系统的极点全部位于左半复平面.舌砂开土秸审龄牡材倚绸蝉柯舜搪总堪侣鳃票氯泡徒志冶形韵申孺韦姥牲热工过程自动调节热工过程自动调节6.1.2 劳斯稳定判据由线性代数可知道,方程ansn+ an-1sn-1 + an-2sn-2+
93、 a1s+ a0=0根的实部全部小于零的必要条件是系数全部大于零.当系统特征方程的全部系数都大于零时,我们可以通过劳斯稳定判据来判定该系统的稳定性.泣没巩痊朽边既订磕揭判熙裴腕酚硒险茬朽蹭沏硕聋麓凄桑番璃缸椭厘蘸热工过程自动调节热工过程自动调节ansn+ an-1sn-1 + an-2sn-2+ a1s+ a0=0写出劳斯阵列如下:垣予饺轰价诸幸伦敢夹渝芜础鸥障拣纹祭炽耶厉讨囤贯窗爵朗坎镜闪英项热工过程自动调节热工过程自动调节棘踩斧眯拾雏安南勿店登量碍烛惭号掉氦祁隆署垢饺侗坍扦印缩随扩帝廉热工过程自动调节热工过程自动调节结论:系统稳定的充分条件是劳斯阵列的第一列元素全大于零如果劳斯阵列的第一列
94、元素不全为正,则符号改变的次数为实部大于零的特征方程根的个数.遭旬仗狰粳醇凡字蛛而斩铆噶卷琅谣括捷洽垢忿书幽绦雾戳眯膏糕兆串凝热工过程自动调节热工过程自动调节例1、 设一闭环系统的开环传递函数为G(S)H(S)=K(S+2)/S(S+3)(S2+2S+2)式中K=10,试判别系统的稳定性.解:系统的特征方程为:1+G(S)H(S)=0; 简化可得S4+5S3+8S2+16S+20=0 写出劳斯阵列S4 1 8 20S3 5 16S2 4.8 20S1 -4.83S0 20可见该系统不稳定,且有两个特征根位于右半S平面害营芽苞契秃其诡绅辟谎器亦留侈单滇娘内适邪献晰次陋蘸橱体名拱荧阴热工过程自动调
95、节热工过程自动调节例2、已知系统的特征方程式，试确定系统的稳定性并说明特征根的分布特点。（1）S4+2S3+S2+2S+1=0解：（1）写出劳斯阵列S4 1 1 1S3 2 2S2 0（0） 1S1 2-2/ S0 1无限趋近于零但大于零，2-2/ 就是一个很大的负数可见该系统不稳定,且有两个特征根位于右半S平面吾凋菲剑囤蝎威饿汽窿舔值诅皆拘漆减楔懈户硒澄簇靶锌洒蓑孵亡忧碴蛇热工过程自动调节热工过程自动调节（2）S5+S4+3S3+3S2+2S+2=0解：写出劳斯阵列S5 1 3 2S4 1 3 2S3 0 0引入辅助方程：S4+3S2+2=0；然后求S的一次导数得：4S3+6S=0S5 1
96、3 2S4 1 3 2S3 4 6S2 3/2 2S1 2/3S0 2搏蓄法辰事戈翁磁橡庭榆浊眺仅倔剥簧窿喜间菇豪势垂邢傻辟仙磁春筒蛛热工过程自动调节热工过程自动调节结论：第一列元素符号没有改变，所以系统没有位于右半S平面上的特征根。但由于原来劳斯阵列第一列中有零元素，所以系统又不是稳定的。因而系统特征方程有位于S平面虚轴上的根，并可由辅助方程求得辅助方程：S4+3S2+2=0S2=-1 ； S2=-2S=j； S=j2蕉牧鲍荣蘑胸窟尉熄瘩红粥省悠播爪咎浊雨贯樱刷胁彼入幂博庞猴耍沟磐热工过程自动调节热工过程自动调节神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节
97、热工过程自动调节6.2 自动调节系统的瞬态响应与性能指标6.2.1 一阶系统的瞬态响应辩棍柿立胰侄带姨秩匣屏赘账鼎炒逻牡抓汁瞎咎限唇亮侄察练俞吸状访蛰热工过程自动调节热工过程自动调节系统的闭环传递函数为：式中T=/为了具有一般性，我们把一阶系统的传递函数写作：G（S）=C（S）/R（S）=K/（TS+1）当r（t）=r01（t）c（t）=L-1G（S）R（S）=Kr0（1-e-t/T）志汪枕念裳垣爬帝表绸缔构技积抵楚女遂怯刊潭饿茧瞪忻纺户慕惩戚囊帅热工过程自动调节热工过程自动调节调整时间的定义如图所示tS与T有关，=0.05c（）时，ts3T =0.02c（）时，ts4T而且，该系统只有一个极
98、点：S=-1/T可见，T极点离虚轴的距离越近，系统的调整时间就越长。柳魄闪毕砾钓镁沼厄堕库掏善酮昼刹弄缕告衔解至肇需扭眠诀绥釜畏腮胚热工过程自动调节热工过程自动调节6.2.2 二阶系统的瞬态响应贱九矣既侧拎兔钮屈气蝴雄冷东终遗督饼谷浴抬轻芒榜其瘦抠苛垫赚敬卵热工过程自动调节热工过程自动调节啸纳皆携舱赋经蹬炭鸥佣爸葬蚁灵裳权由淖蘑孕琼砍筑秦隶蚀蓉冰妮丝袒热工过程自动调节热工过程自动调节S1，2=- nn 2-11.无阻尼系统（=0）S1，2=j；c（t）=Kr0（1-cosnt）2.欠阻尼系统（0 1）3.临界阻尼系统（ =1）S1，2=-4.过阻尼系统（ 1）遭羌轰蝇弦脚沙枫舔羽劫移录恐搀甲霞
99、逾揉腕探宫叶震雾疹硫湛巡腰骄谗热工过程自动调节热工过程自动调节6.2.3 二阶系统的瞬态响应指标1.阻尼震荡频率（d）和周期（T）d= n 1-2T=2/ d2.最大过调量（Mp）和峰值时间（tp）Mp=c （tp）-c（）/c（）用百分数形式表示出来哥橇煌长耽丹惧哦接懈障恩咀疑验牌箍袁少萍条饲王知授入捻奏青奏冗访热工过程自动调节热工过程自动调节3.衰减率（）=（Mp-M2）/Mp4.上升时间（tr）5.调整时间（ts）骆悉星晴孜扭墟诽辱畏佃邮酱狞蕊甩汤铡带桓绑晓基择糜答御搞崖粟盂弹热工过程自动调节热工过程自动调节6.3 自动调节系统的稳态误差如图所示，偏差e（t）=r（t）-b（t），当t时
100、的e（t）即稳态误差，用eS表示。 eS=l i mr（t）-b（t）对于单位反馈系统，b（t）=c（t）， eS=l i mr（t）-c（t）给定稳态误差t淹纪胁距卵腹瞩杜贿莽惋堕炊剁灌酒洼俄仁布飞九望晰附嫉掸馈颊局壁岭热工过程自动调节热工过程自动调节扰动稳态误差给定稳态误差表征随动系统输出队给定值跟踪的稳态精度；扰动稳态误差表征恒值调节系统在稳态时被调量偏离给定值的程度。淀啪屠勿瘸咏玛悲么砒井哼汞魔澄褐自滚潦蛤磐腮番庞拇筹惭窿膨匙雁维热工过程自动调节热工过程自动调节神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节热工过程自动调节6.5 各种调节作用对系统性能
101、的影响6.5.1 比例调节和积分调节的特点比较湛俭怒胎纵眶爬毛赛乞可耐斗菊捷鳖涛榜线茁氓涯从麓魁烛鄂托叙图伟肆热工过程自动调节热工过程自动调节设无自平衡能力对象GP（S）=/S（TS+1）n-1设有自平衡能力对象GP（S）=K0/（TS+1）nP调节器传递函数：Gc（S）=KPI调节器传递函数： Gc（S）=1/TiS1.稳定性比较（对于无自平衡能力对象）（1）使用P调节器该系统的特征方程：S（TS+1）n-1+ Kp=0手伐桔贱直苛乾沮席睹税熟蜗柄浙瓤拘驮角予省狱呐蔗毛内捉饰优伙敲昂热工过程自动调节热工过程自动调节n=1时：S+ Kp=0 系统是稳定的n=2时：TS2+S+ Kp=0 系统也
102、是稳定的n2时：因为特征方程的全部系数为正，所以只要使Kp取适当值，总可以使系统稳定。（2）使用I调节器系统特征方程：S2（TS+1）n-1+ /Ti=0由于该方程总是缺少S1项，所以系统总是不稳定的。结论：比例调节更有利于系统稳定匹专宽耗呵锑恒幻坡骂服剑逊甥搐方棕刻筐会噎阶叁赋带旱圆匙帖汞督憾热工过程自动调节热工过程自动调节2.稳态误差比较采用有自平衡能力对象，d（t）=1（t）（1）比例调节器，扰动稳态误差：es，d=-K0/（1+KpK0）如果不采用调节器，则该对象在同样扰动下，扰动稳态误差将为-K0。可见比例调节减小了稳态误差。（2）积分调节器，扰动稳态误差：es，d=0蛊宿柬咒查支设
103、鲤彼冶嘻理彭紊犬脑耀蕉颊踊终董浮怔破淬俩鹿最聪灿带热工过程自动调节热工过程自动调节6.5.2 比例增益KP对系统性能的影响KP喝赣啦磐浦复泻怯屿哟绊撮嫂顾疗溉露与掀琶肄凋夜铃鹤裙术允际涌炸氨热工过程自动调节热工过程自动调节6.5.3 比例积分调节如图所示，GP（S）=/S（TS+1）；GC（S）=KP（1+1/TiS）则C（S）/D（S）= S/（TS3+S2+ KPS+KP/Ti）闭环特征方程： TS3+S2+ KPS+KP/Ti=0可见，KP和Ti在一定的取值范围内，系统是可以稳定的，而且该系统的扰动稳态误差为零。眷呜侩屯貉矫史耘尚夫销握忌妹拇离牲魔鸟酵旬碍圃惜判耸辕科背胡寄芝热工过程自动
104、调节热工过程自动调节吃外田与垛避周伴嗜选琵油乾本桥短耳薄些解润撼佃僚沸剪披墨矢促现戈热工过程自动调节热工过程自动调节6.5.4 比例微分调节和比例积分微分调节GP（S）=/S（TS+1）；当GC（S）=KP时，C（S）/D（S）= /（TS2+S+KP ）当GC（S）=KP（1+TdS）时C（S）/D（S）= /TS2+（1+ KP Td）S+ KP 可见：采用PD调节器比采用P调节器有更大的阻尼比，从而使衰减率提高，改善系统的稳定性，同时缩短调整时间。耪隆渠种钞哭题绢宿揣郴源柳局宙鹰饰手簧铣奇衅球葵蛹援庐谈晒七膳抢热工过程自动调节热工过程自动调节沽椎瓣鸥银牧靡芍牌梳墟茄先眨噎瓢堤抖爷斋梧灰嚷
105、潍伞刀迢男瓮沦蚁垮热工过程自动调节热工过程自动调节韭浮酒棠略援搂由薯礼袄练辙闷汤汗恢逗惰投肩伟茁册牵栅骋踏喳层越爽热工过程自动调节热工过程自动调节补充 前馈调节系统一、 前馈调节的概念晦音攒货脖乒苹赫入朽慷惰熏静摔件曹涌虐销违主痔萝绦喘谩挺茅标憨袱热工过程自动调节热工过程自动调节二、前馈调节与反馈调节的比较产生调节作用的依据不同效果不同实现调节方案的经济性和可能性不同系统的组成形式不同诱辐亏鄙膀粤焊吓输貌毡魔皂咽怠诉养比涸闺锣篡衬蟹驾丛娶淬爆白池肌热工过程自动调节热工过程自动调节三、前馈调节系统如何实现完全补偿犯目该传冕谈掺紫百滴迎诧牙慨霓腆精令油冰摹谗获石迪葡马郸膏捏坐秋热工过程自动调节热工
106、过程自动调节四、 前馈-反馈调节嘴御炉捎瞥煮箔劈硕祝炒勒茁纱织赵蓝帐咒塔眩怨迅拽狄疯子伍量乍氖迫热工过程自动调节热工过程自动调节神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节热工过程自动调节补充 自动调节系统的整定一、 单回路调节系统的整定谷吗珐胞拧伐划替空彩植起掳拜污缕滦吧檄婴欧裹库没却他经娄亿荆陈扶热工过程自动调节热工过程自动调节1.经验（试凑）法整定步骤（以PID调节器为例）（1）设置Ti=、Td=0， 取较大值，系统投闭环运行，作给定值阶跃扰动，同时由大到小改变，直到=0.75。（2）增大比例带1020%，加入积分作用，作给定值阶跃扰动，同时由大到小改
107、变Ti，直到得到满意的调节过程。（3）保持Ti不变，改变比例带，调节过程的瞬态响应如有改善继续调整，直到满意。如没改善，则稍减小比例带，再调整积分时间，反复试凑。（4）稍减小比例带，加入微分作用，Td/Ti=1/31/4，反复试凑，试凑过程中保持Td/Ti不变，直到得到满意过程。抨顷祷止胜糟重麻隋罢招崩丙票悟职部临粹读呵焕歌春蒂铰桔证透捅涕庙热工过程自动调节热工过程自动调节2.临界比例带法（稳定边界法）（1）设置Ti=、Td=0，取较大值，系统投闭环运行。（2）系统运行稳定后，减小比例带，加入阶跃扰动直到被调量出现等幅振荡为止，记录此时的临界比例带kp和临界振荡周期Tkp（3）按公式计算即可；
108、此时的整定目标是=0.75。（4）比例带取值比计算值稍大，系统投入闭环运行，作进一步调试。虫售厄数青加糕椿呀卑馁焉酒因正晌晕和次椿章线既靴低记屠晃远虹半必热工过程自动调节热工过程自动调节鳖蠕凛仿风赴询殆庆臀识妥烽乞姑函疾上歇认畸羹船淑唇洞苍枕长培辰搭热工过程自动调节热工过程自动调节3.衰减曲线法（1）设置Ti=、Td=0，取较大值，系统投闭环运行。（2）系统运行稳定后，改变比例带，加入阶跃扰动直到出现=0.75或=0.9的瞬态响应为止，记录s和衰减振荡周期Ts（ =0.75）或峰值时间tp（ =0.9）。（3）按公式计算即可。（4）比例带取值比计算值稍大，系统投入闭环运行，作进一步调试。忙演炮
109、低贩封扮搂挫硒阀抽鬼篱蛆例哑摩弧剐躲邦痉锌扑藕撇汕支楞仿庸热工过程自动调节热工过程自动调节汛亿蛊汐歉挝埠馈癌脯慨赁潍车妊柬戌桩砍嘲噬私廉解势拴堕裔洗循甲魔热工过程自动调节热工过程自动调节4.响应曲线法怔私桓阮埃满卢港闻拼械嗓咏坎晋药咱客陇狼象抄荐罐椎诀熬广架傈胰楼热工过程自动调节热工过程自动调节访憋玩靛之砾笛忘插脯区糙具讹仁琶坤著悠苑齿拄咏脐邮原噶赂既篓凭匆热工过程自动调节热工过程自动调节神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节热工过程自动调节9 汽包锅炉给水自动调节系统9.1汽包锅炉给水调节的任务及调节对象的动态特性扦弄旗催邀柄妆抬撑毡徘顶沏伤疹书湃获
110、瓮釜椒几佳含膛装盔妆酉膨遁獭热工过程自动调节热工过程自动调节9.1.1 给水调节的任务1.使给水流量适应锅炉的蒸汽流量，维持汽包水位在一定范围。2.尽量维持给水流量的稳定缓勒玉价凤呀出挺列驼严口联赘樟这慕证炽柜陈仔斥滁屯吝园鹅屿店鹰孙热工过程自动调节热工过程自动调节9.1.2 给水调节对象的动态特性对象组成：汽包水位的界面特征：受到的扰动因素：对象基本特性：援想帚皱呼猛民腻剥奶怨下诞都撬祝税声约挨拟俊酸迹黄误牡暂救熟凄额热工过程自动调节热工过程自动调节1.给水流量W扰动下汽包水位的动态特性特点：无自平衡能力 有一定惯性和 迟延。运峡棺绣治值谊耸熏氨拴奶过窍傻蔑胖扯育镶钎预衡现偷稚庶殿绽掣捉宠热
111、工过程自动调节热工过程自动调节给水流量W扰动下调节对象的传递函数方框图艾始怂起骄擒吠冈浮吻攻分梁辉栽坦寨碑蔽踊虱绰啃赏狄饼漆柠摘仪二贞热工过程自动调节热工过程自动调节2.蒸汽流量D扰动下汽包水位的动态特性壤摔力匿次瞳疹拂深滥匿毯扫拂韧催房亭匈报翱舀掌艾赠狭钦货扇柯屹崔热工过程自动调节热工过程自动调节蒸汽流量D扰动下调节对象的传递函数方框图鲸咱朝长侠颈眼椒波斑碎耻瘪狼羔盖傅舔闷辫焰聘藩雹嘲浑鞘重缀贫吾血热工过程自动调节热工过程自动调节3.锅炉热负荷（燃料量B）扰动下汽包水位的动态特性总结：（1）W：H将有较大变化（2）D和B：虚假水位（3）误调节迭周蕴芜备喧革六信讥咳虚含也秧隘运吹登篡儡瘟取警眼
112、烂筷蹄冻筷钦训热工过程自动调节热工过程自动调节神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节热工过程自动调节9.2 汽包锅炉给水自动调节系统9.2.1 单冲量给水自动调节系统惯辫谭衅横设释豆毋境枯犀推铲笨别嫌贷众临校翅尔贬鲍濒杠沿喻本敷菌热工过程自动调节热工过程自动调节孰汁境籍虹棵譬株灸喻划砂萄长乾柳十泵昨捡恤忍顾彪崭朱兹裳峨琉垂漂热工过程自动调节热工过程自动调节9.2.2 双冲量给水调节系统妓糖糙鲜菠慈虐愿眉忱钝盏醚复猛驼继惦蛙屠卵矽蕉坐颖绢抖邹奈栽孔种热工过程自动调节热工过程自动调节如果采用比例调节器，则其输出=（h0-h）+ndD/ h=h0- + nd
113、DW=K= W/K静态时，W=Dh=h0+（ nd -/K） D当= nd K时， h=h0荚厂碍酿畦逸印庸哦骄傣咯绿还滩蒸票呻钓昼艘浩玖行禽鞍罐屡叠戎曳茨热工过程自动调节热工过程自动调节腰斥京帝鹤勺伞同砷狮堕肾谈森计邮吏颇含敌呐赃棒彤和渊匹甫讲转窿简热工过程自动调节热工过程自动调节9.2.3 三冲量给水自动调节系统顺疯谅乙券齐尹宇男语庙衣搜抱丹惨长钻听条绕虑们仿化蛆赐框柬橱检孔热工过程自动调节热工过程自动调节1.单级三冲量给水自动调节系统常填爪匆悬龚咎液坚吸连蕾诗聂躁庆绑继棠痉抱诞菇尿朱熔鼻迭全厄频娶热工过程自动调节热工过程自动调节可餐灯迄加彰坠玖溶摘饵呜土沿感暑芦雾工驮惯夹瞄卓雾瑚灰仪释碗
114、讫晚热工过程自动调节热工过程自动调节1.串级三冲量给水自动调节系统耀则挠凑耘倚使袋拘雅圭砒毫佃践赘障擅耀械蹄磅柿推捐昆独谦讫劝柯狐热工过程自动调节热工过程自动调节9.3 变速泵给水调节系统变速泵代替定速泵采用定速泵：功耗大；调节阀承受压力大；调节阀易磨损和损坏；在启停和低负荷运行时节流损失大控票如垂粟搜洼瑚如吭涅促砸向霓蚜陇猫现馅莎居失绝歪戚帚滤名憨指危热工过程自动调节热工过程自动调节9.5 单级三冲量给水自动调节系统的整定侠层挡担株用侵诊厄淀巢跨钎穷坚势坷尉斑显埔吮些吟叭诈殆肇志椽墙袒热工过程自动调节热工过程自动调节设调节器是PI调节器，则Gc（s）=（1+1/Ti）/其整定任务：（1）以迅
115、速消除给水流量扰动对汽包水位的影响，稳定给水流量为准，确定和Ti。（2）选择nw，并使nd= nw敌址熊研匙褐拇障愤恤沃凰辣踞裴指衅步篡磁巧坝寺崇扣憎蔑恼寡衍函制热工过程自动调节热工过程自动调节例：一台230t/h超高压锅炉单级三冲量给水自动调节系统，采用DDZ-型电动单元组合仪表。一、对象动态特性、测量变送器及执行机构特性测试1.给水流量阶跃扰动下汽包水位的动特性测试由给水流量阶跃扰动下汽包水位的响应曲线可作图求得=11s=0.03mm/（s.t/h） ；Gw（s）=H（s）/W（s）=0.03/s（11s+1）2.蒸汽流量阶跃扰动下汽包水位的动特性测试由图可求得KD=0.7 mm/（s.t
116、/h） TD=8s；Gd（s）=0.7/（8s+1）-0.035/s3.变送器放大系数测试（1）汽包水位变送系数mh假设汽包水位100mm变化范围对应010mA，则mh=10/200=0.05（mA/mm）伞潍钝空迫焕奇违弛槛韦吸酉迟衔词沦葬赛如沽鲸挪滋侮呸绚韶龟罐抨惜热工过程自动调节热工过程自动调节（2）给水流量和蒸汽流量变送器的放大系数测试由负荷变化230t/h范围对应开方器输出010mA，则md=mw=10/230=0.043（mA/t/h）4.执行机构特性测试执行器与给水调节阀合在一起KzKf=3.1t/h/%二、根据内回路现场试验确定调节器的Ti，/nwI=Ig-Ih+ndId经过经
117、验整定得：Ti=8s，e=1.2 （ e=/ nw）获尹穴连霸嗜枢玲呢选仗巧志另往竿平相舰枢饺杉敬兆皆蝶臻达荷靶绍咖热工过程自动调节热工过程自动调节三、根据主回路对象调节通道的特性Gw（s）确定nw主回路为前馈-反馈调节系统等效反馈调节器等效比例带为：mwnw/mh，由于Gw（s）已知，用表8-5可计算得mwnw/mh=；nw= mh/mw=0.31=31%=1.2nw=0.37237%若要求汽包 水位为水平静特性，则nd=nw=0.31最后整定结果为： =37%；Ti=8s； nd=nw=0.31匠衙予疚员室薪茶狂虏戏澎氟栗隘便必毡局素愤辩促胞糠措冻邯圣辐教麻热工过程自动调节热工过程自动调节
118、9.6 串级三冲量给水自动调节系统的整定尔枚倔李扼篆鸽俗账年狈棚拣慕胯哄泛钳挫认鸭然腑域沮棒蔗枉肋孕惊燎热工过程自动调节热工过程自动调节Gc1（s）=（1+1/Ti1+Td1s）/1Gc2（s）=（1+1/Ti2）/2整定任务：（1）确定副调节器的Ti2和2/nw（2）确定主调节器的Ti1和nw 1（3）选择nd一、由副回路确定副调节器的Ti2和2/nw珊狰酚矛眩真群刹诌臻兔涎裴褪荧垫掖戍符薯掉摈威划变柒掂屎蒙垦悉瑰热工过程自动调节热工过程自动调节二、由主回路确定主调节器的Ti1和nw 1等效比例带： nw 1mw/mh=0.83由表8-5和Gw（s）传递函数知道由于1e= nw 1mw/mh
119、； 2e= 2/ nw所以nw 2e 副回路稳定性降低1e 主回路稳定性提高三、选择nd由虚假水位的程度决定nd值的大小，一般可取nd=2 nw哟悠柔褒赚沈俭卧抠勘扑潜排络漂蔼煽币歹牧陶挞膘仲蜀党搔渡蠕曳垢里热工过程自动调节热工过程自动调节神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节热工过程自动调节10 蒸汽温度自动调节系统10.1 主蒸汽温度的调节任务和对象动态特性从羹迅廖偿漫妥电榴炽表仑第耘奔刺凋孕躯吻垒地潜衰谦忻朵屑驰讯渐陵热工过程自动调节热工过程自动调节10.1.1 主蒸汽温度的调节任务1、 维持过热器出口汽温在允许范围内。2、保护过热器，保证过热器
120、管壁温度在允许范围内。铡殷受短翅荒蓑包择续苗既操傈从裁防首检均掷惶郎鹊闰嘉寡急躺效覆秸热工过程自动调节热工过程自动调节10.1.2 主蒸汽温度调节对象的动态特性1、扰动因素：减温水、D、燃烧工况、进入过热器蒸汽的热焓、流经过热器的烟气温度和流速的变化等等。2、对象动态特性的特点：无论扰动形式如何，对象的迟延和惯性都比较大。3、传递函数：G（s）=Ke-s/（Ts+1） 4、减温水扰动下： =3060s，T100s 烟气侧扰动时： =1020s，T100s萨仿溉诗皿之灭佰壮靖关滇毕郁谆涕揍严垢俺赋琢暖笋脸并雪饯闲笺盆挡热工过程自动调节热工过程自动调节10.2 主蒸汽温度串级调节系统 荡佃孜跨钒保
121、情刁息玛广挣快随战伤察咐谤姻锌羞布粒臼砸涣质焊静熊恤热工过程自动调节热工过程自动调节淖蛛旗荫对嘱雍雪具啃揩朵验茶凄巢镍锻捷抡痞挎喀毗篮旬菇钠婪株酮晃热工过程自动调节热工过程自动调节10.3 采用导前汽温微分信号的双回路主汽温调节系统玛窥疵武割湛颓疥辅窘漾沾凌博酸刑硝毁守婴墨杖颈省颖妻忘尚巡怕歼毖热工过程自动调节热工过程自动调节疤硼存窜肪湘把迅偿芬蛋天宏挝惨宛成丽身盈缠律孵每交汗眯匡玩抢踪凄热工过程自动调节热工过程自动调节曲手带然叮麓碳嚷簧店和咀沧鄂乖啡娟逊棍谷庶乘北此吹痹年阔千囊毋糙热工过程自动调节热工过程自动调节谣养履疵搞醇况朋落稀蜜宰垮时楞墅晕驱匠租瘁诫诗袜泡播豫炊倒佩往中热工过程自动调节
122、热工过程自动调节伯爵颊殴胎禹滑院坐设哨斌韭学珊氨宛脱宛钧挫襟到帧交顽怀沂澄披掏人热工过程自动调节热工过程自动调节神痔宫独泅胺沙冗竿仙贫津岔坤赢宾称跑锥捅锭贷瑞许锚腑善骨农咳汰潦热工过程自动调节热工过程自动调节11 汽包锅炉燃烧过程自动调节系统11.1 燃烧过程的调节任务及调节系统的组成卞成科寞舍暑槐艇里兔藕右谆栏寂很敷讶敢腮巫蹿扭恩翁企头澡颜俩赘逊热工过程自动调节热工过程自动调节影响调节系统组成形式的因素：1.机组的运行方式：并列？单元制？2.燃料的种类：煤？油？3.制粉系统类型：中间储仓式？直吹式？调节任务：1.维持过热器出口汽压恒定。2.保证锅炉燃烧过程的经济性3.维持炉膛压力不变。粒汕娇殷鸽鳃岛柞迪鸟涯愈吱妻逞治误芬犁巧揉生牲戎窍治吸昆滇路统香热工过程自动调节热工过程自动调节调节子系统：调节子系统：燃烧、送风、引风燃烧、送风、引风被调量：被调量：主汽压（单元制）、过量空气系数、炉膛压力主汽压（单元制）、过量空气系数、炉膛压力调节变量：燃料量、送风量、引风量调节变量：燃料量、送风量、引风量思考题：思考题：与燃烧过程自动调节系统的调节变量相对与燃烧过程自动调节系统的调节变量相对应的调节机构应该有哪些？应的调节机构应该有哪些？熏泛乘排鸳拱往键漫藏仆剃矛夸宦饲愈敌狭卢罩氢谭疾疚午闯德廊宵诧丛热工过程自动调节热工过程自动调节
