自动控制仪表 .ppt
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1、自动控制仪表 现在学习的是第1页,共45页第一节第一节 概述概述 偏差信号偏差信号e:给定值与测量信号之差给定值与测量信号之差(Z-X)测量信号测量信号Z:代表被控变量大小的信号代表被控变量大小的信号给定值给定值X:代表规定值之大小的信号代表规定值之大小的信号 控制信号控制信号p:控制器的输出信号控制器的输出信号现在学习的是第2页,共45页控制规律控制规律:现在学习的是第3页,共45页第二节第二节 基本控制规律及其对系统过渡过程的影响基本控制规律及其对系统过渡过程的影响 基本控制规律:基本控制规律:位式控制位式控制比例控制比例控制积分控制积分控制微分控制微分控制 一、双位控制一、双位控制 1.
2、理想双位控制规律理想双位控制规律 pmax e0 (e0)p=pmin e0 (e0)eppmaxpmin理想双位控制规律理想双位控制规律 现在学习的是第4页,共45页2.实例实例 液位液位电磁线圈电磁线圈阀门阀门进料进料液位液位 HH0 通电通电关闭关闭切断进料切断进料HH0 HH0 断电断电打开打开进料进料HH0 中间区:中间区:被控变量有一定被控变量有一定的变化范围的变化范围 现在学习的是第5页,共45页现在学习的是第6页,共45页现在学习的是第7页,共45页现在学习的是第8页,共45页3.品质指标:振幅品质指标:振幅周期周期 原则:原则:使振幅在允许的范围内,尽可能的使周期延长使振幅在
3、允许的范围内,尽可能的使周期延长 4.特点:结构简单、成本低、易实现特点:结构简单、成本低、易实现 现在学习的是第9页,共45页二、比例控制二、比例控制 1.比例控制规律及比例度比例控制规律及比例度 控制规律控制规律 测量元件测量元件浮球浮球控制器控制器杠杆杠杆执行器执行器调节阀调节阀ab 比例控制系统示意图比例控制系统示意图p ee液位控制系统液位控制系统现在学习的是第10页,共45页放大倍数放大倍数KP 控制作用控制作用KP 控制作用控制作用epab比例控制规律的比例控制规律的输出变化量与输入偏差输出变化量与输入偏差e成正比。成正比。现在学习的是第11页,共45页比例度使控制器输出变化全范
4、围时比例度使控制器输出变化全范围时,输入偏差改变了满量程输入偏差改变了满量程的百分数。的百分数。比例度比例度 由于比例增益由于比例增益Kp是有量纲的量,在工程上常将其转换是有量纲的量,在工程上常将其转换成一个无量纲的量:成一个无量纲的量:比例度比例度现在学习的是第12页,共45页例如:例如:一台电动比例控制器,输入信号的变化范围为一台电动比例控制器,输入信号的变化范围为100200,输出信号的变化范围为,输出信号的变化范围为420mA,当输入变量,当输入变量从从140变化到变化到160时,控制器输出信号从时,控制器输出信号从12mA16mA,问该控制器的比例度?问该控制器的比例度?解:解:当测
5、量温度变化了全量程的当测量温度变化了全量程的80%时,控制器的输出时,控制器的输出从从4mA20mA。在这个范围内,控制器的输出。在这个范围内,控制器的输出p与温度的与温度的变化是成比例的。变化是成比例的。现在学习的是第13页,共45页 pminpmaxe%0%100%0%80%现在学习的是第14页,共45页050%100%e%PmaxPminPmax-Pmin2比例度示意图比例度示意图 =200%=100%=50%现在学习的是第15页,共45页对于单元组合仪表:对于单元组合仪表:K=1 d d KP 控制作用控制作用 d d KP 控制作用控制作用 现在学习的是第16页,共45页比例控制系统
6、的过渡过程比例控制系统的过渡过程 Q2 Q2 Q1h Q1 Q1=Q2 余差余差现在学习的是第17页,共45页比例度对过渡过程的影响比例度对过渡过程的影响 ab 比例控制系统示意图比例控制系统示意图使系统出现等幅振荡时的使系统出现等幅振荡时的d d,称为临界比例度。称为临界比例度。现在学习的是第18页,共45页 t t T K t t T K 优、缺点优、缺点优点:优点:控制及时,简单、可靠控制及时,简单、可靠缺点:缺点:余差存在余差存在现在学习的是第19页,共45页三三.积分控制积分控制1.积分控制规律积分控制规律 KI 积分速度积分速度TI 积分时间积分时间e(mA)t0At0p(mA)T
7、I1TI2TI3TI1TI2t0,de/dt=0,p=0现在学习的是第26页,共45页特点:特点:不管有无输入和它的数值如何,只要输入不改变,不管有无输入和它的数值如何,只要输入不改变,微分作用的输出总是零。微分作用的输出总是零。不能消除偏差,不能消除偏差,不能单独使用。不能单独使用。现在学习的是第27页,共45页2.实际的微分控制规律实际的微分控制规律 KD微分增益微分增益 ptA现在学习的是第28页,共45页3.比例微分控制规律比例微分控制规律 理想:理想:实际:实际:TD 微分作用微分作用 TD 微分作用微分作用 现在学习的是第29页,共45页4.比例积分微分(比例积分微分(PID)控制
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