自控控制 结构图
自控原理课件 第2章-自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
2．2．2 传递函数 建立数学模型的目的是为了对系统进行性能分析。分析 自动控制系统最直接的方法是求解微分方程，求得被控 量在动态过程中的时间函数，然后根据时间函数的曲线 对系统性能进行分析。求解的方法有经典法、拉氏变换 法等。 拉氏变换法是求解微分方程的简便方法，当采用这一方 法时。微分方程的求解就成为象函数的代数方程和查表 求解，使计算大为简化。更重要的是，采用拉氏变换法 能把以线性微分方程描述的数学模型转换成复数域中代 数形式的数学模型——传递函数。传递函数不仅可以表 征系统的性能，而且可以用来分析系统的结构和参数变 化对系统性能的影响。经典控制理论中应用最广泛的频 率特性法和根轨迹法就是以传递函数为基础建立起来的， 传递函数是经典控制理论中最基本最重要的概念。
解：(1)确定输入和输出量。网络的输入量为 电压ur(t)，输出量为电压uc(t) (2)根据电路理论，列出原始微分方程。
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
第2章 自动控制系统的数学模型
1．信号线 信号线是带有箭头的直线，箭头表示信号的流向，在直线旁标 记信号的象函数，如图2．20(a)所示。 2．引出点 引出点表示信号引出或测量的位置。从同一位置引出的信号在 数值和性质上完全相同， 图2．20(b)所示。 3．比较点 比较点表示多个信号在此处叠加，输出量等于输入量的代数和。 因此在信号输入处要标明信号的极性，如图2．20(c)所示。 4．功能框 功能框表示一个相对独立的环节对信号的影响。框左边的箭头 处标以输人量的象函数，框右边的箭头处标以输出量的象函数， 框内为这一单元的传递函数。输出量等于输入量与传递函数的 乘积，即
自动控制原理(专科)复习题
一、填空题（每空1分，共30分）1、叠加原理只适用于（线性）系统，该原理说明，两个不同的作用量同时作用于一个系统时的响应，等于（两作用量单独作用的响应之和）。
2、连续LTI系统的时域模型主要有三种：（微分方程）、（传递函数）和（结构图）。
其主要性质有：（固有性）、（公共性）和（可运算性）等。
3、控制系统的分析和综合方法主要有（频域法），时域法，根轨迹法等。
3、系统的数学模型可以相互转化。
由微分方程得到传递函数通过（拉氏）变换实现。
由传递函数到频率特性通过（将 S替换为jω）实现。
4、离散系统的主要数学模型是(差分方程)和脉冲传递函数,由前者得到后者通过(Z)变换实现.5、自控系统的主要组成部件和环节有（给定元件）、（放大元件）、（执行元件）、（被控对象）和（检测元件）等。
系统中的作用量主要有（给定量）、（扰动量）、（反馈量）等。
6、自控系统的性能通常是指系统的（稳定性）、（稳态性能）和（动态性能）。
对系统性能的要求如用三个字描述便是（稳）、（准）、（快）。
7、自控系统按是否设有反馈环节分为（开环）系统和（闭环）系统；按系统中作用量随时间的变化关系分为（连续）系统和（离散）系统。
按输入量的变化规律分为（恒值控制）系统和（随动）系统。
8、反馈有（正）负之分，又有软（硬）之分。
取某量的负反馈会使该量趋于（稳定）。
软反馈只在（动态）过程起作用。
9、常用反馈根据性质不同可分为两种：（正反馈）和（负反馈）。
根据其在系统中的位置不同可分为（主反馈）和（局部反馈）。
主反馈性质一般是（负）反馈。
要使系统稳定必须使用（负反馈）。
要使动态过程稳定可考虑使用（软）反馈。
10、系统的输入量是指（来自系统之外的作用量）。
一般输入量有两种：（给定）和扰动量。
后者按来源不同又可分为（外扰动）和（内扰动）。
11、系统的绝对稳定性是指（系统稳定的条件），系统稳定的充要条件是微分方程的所有特征根（具有负实部）即位于(复平面左侧)。
12、系统稳定性概念包括两个方面：绝对稳定性和（相对稳定性）。
自动控制原理 控制系统的结构图
12
（1）串联连接
R( s )
U (s) 1
G (s) 1
G (s) 2
C( s )
R(s)
C(s)
G(s)
（a）
（b）
特点：前一环节的输出量就是后一环节的输入量
U1(s) G1(s)R(s) C(s) G2 (s)U1(s) G2 (s)G1(s)R(s)
注意：进行相加减的量，必须具有相同的量纲。
X1 +
+
X1+X2 R1(s)
-
R1(s)R2(s)
X1
X2
R2(s)
X3
X1-X2 +X3 -
X2
4
(4) 引出点（分支点、测量点） 表示信号测量或引出的位置
R(s)
G (s) 1
X(s)
G (s) 2
C(s)
X(s) 引出点示意图
注意：同一位置引出的信号大小和性质完全一样
G(s)
分支点（引出点）前移
C(s) C(s)
引出点后移
R(s)
G(s)
R(s)
分支点（引出点）后移
R(s)
G(s)
C(s)
G(s)
C(s)
C(s) R(s)G(s)
G(s) R(s)
C(s) R(s)
C(s) R(s)
G1(s)G2
(s)
G(s)
结论：
n
G(s) Gi (s) n为相串联的环节数 i 1
串联环节的等效传递函数等于所有传递函数的乘积
13
（2）并联连接
G1 (s)
自动控制原理控制系统的结构图
I1(s)
I2 (s)
CR1s
7
i2
C
i
i1 R1
ui
R2
uo
（3）
I(s) I1(s) I2 (s)
I2 (s)
I (s)
I1(s)
（4）U o (s) R2 I (s)
I (s)
Uo (s)
R2
8
（1）Ui (s)
（3）
- Uo(s)
I2 (s)
（2）
1
I1(s)
I1(s)
I2 (s)
－ Uo (s)
（d）
将图（b）和(c)组合起来即得到图(d)，图(d)为该 一阶RC网络的方框图。
11
2.3.3 系统结构图的等效变换和简化
为了由系统的方框图方便地写出它的闭环传递函 数，通常需要对方框图进行等效变换。
方框图的等效变换必须遵守一个原则，即： 变换前后各变量之间的传递函数保持不变
在控制系统中，任何复杂系统的方框图都主要由 串联、并联和反馈三种基本形式连接而成。
u
o
idt c
对其进行拉氏变换得：
I (s)
U
o
(s)
U
i (s)
I (s) sC
U R
o
(s)
(1) (2)
10
I (s)
U
o
(s)
U
i (s)
I (s) sC
U R
o
(s)
(1) (2)
Ui (s)
I(s)
（b）
Uo (s)
I(s)
（c）
Uo (s)
Ui (s)
I(s)
Uo (s)
自动控制原理02结构图及其等效变换
R( s )
G 1 G 2 G3G 4 C (s) 1 G 1 G 2 G3G 4 G 2 G3 H 1 G3G 4 H 2
f)
2.3 控制系统的结构图及等效变换
2.3.4 系统传递函数
典型闭环控制系统
N (s)
R( s )
E ( s)
G1 (s)
结构图。
2.3.2 结构图的建立
例2-7 RLC电路网络的结构图
解： U (s) U (s) U (s) U (s) i R L 0
U R ( s) RI ( s)
U L ( s) LsI ( s)
{
I ( s)
U i ( s) U 0 ( s ) U R ( s ) U L ( s )
C 传输到 ( s)
单位反馈： H ( s) 1 开环传递函数：
G( s) H ( s)
2.3.3 结构图的等效变换和简化
（4）比较点的移动
R1 (s)
G(s)
R2 ( s )
a)
C (s)
R2 ( s )
R1 (s)
G(s)
C (s)
1/ G(s)
b)
R1 (s)
R2 ( s )
a)
G(s)
C (s) G(s) ( s) R( s) 1 G ( s) H ( s )
2.3.3 结构图的等效变换和简化
反馈连接中的术语：
R( s)
E (s)
G (s)
H (s)
C (s)
B( s)
前向通道：信号从 R( 传输到 s) 反馈通道：信号从
的通道 C ( s) 的通道 R( s )
R(s)
自动控制原理第5讲(结构图化简)
C
C(s)
-
-
B
G5 G2 G3 G4
串联和并联
G7
G6
G5 1 G5 H 2
R(s) G1
G5
C(s)
反馈
-
H1G2
H2
1 G5
G1G5 G1G6 1 G5 H 2 G1G5 G7 1 GHG 1 G5 H 2 G1 H 1G2 1 G1G6 H 1G2 1 1 1 2 G5 1 G5 H 2
R(s) G(s) 比较点前移
＋
C(s) Q(s)
R(s)
＋
G(s)
C(s)
比较点后移 Q(s)
R(s)
＋
G(s) C(s)
R(s) G(s)
＋
C(s)
Q(s)
Q(s) G(s)
输 出 不 变 原 则
C ( s) R( s)G ( s) Q( s) Q( s ) [ R( s ) ]G ( s) G( s)
为了由系统的方块图方便地写出它的闭环传递 函数，通常需要对方块图进行等效变换。方块图的等 效变换必须遵守一个原则，即变换前后各变量之间的 传递函数保持不变。在控制系统中，任何复杂系统主 要由响应环节的方块经串联、并联和反馈三种基本形 式连接而成。三种基本形式的等效法则一定要掌握。 其他变化（比较点的移动、引出点的移动、比较点和 引出点之间不能互移）以此为基础（目标）。
G1G5 G1 (G2G3 G4 ) C (s) G7 R(s) 1 G7 1 G5 H 2 G1H1G2 G1G5 1 (G2G3 G4 )(G1 H 2 ) G1H1G2
自动控制原理课件第4次课 传递函数、结构图
• 一阶微分环节: G ( s ) s 1 • 振荡环节 : • 延迟环节
2 n 1 G( s) 2 2 2 T s 2Ts 1 s 2n s n 2
G ( s ) e s
哈尔滨工程大学自动化学院
20
自动控制原理
第二章 控制系统的数学模型
注意： 环节是根据微分方程划分的，不是具体的物理 装置或元件。 一个环节往往由几个元件之间的运动特性共同 组成。
哈尔滨工程大学自动化学院
12
自动控制原理
第二章 控制系统的数学模型
Part 2-4-2 传递函数的零点和极点
b0 s m b1s m 1 bm 1s bm an 1s an M (s) N (s)
M (s) b0 s m b1s m1 ... bm1s bm
系统(或环节) 的输入量 系统(或环节) 的输出量
X r ( s)
X c ( s) X r ( s)G( s)
X c (s)
哈尔滨工程大学自动化学院
7
自动控制原理
第二章 控制系统的数学模型
系统传递函数的一般形式 设线性定常系统由n阶线性定常微分方程描述：
d d d a0 n c(t ) a1 n1 c(t ) an1 c(t ) an c(t ) dt dt dt m m 1 d d d b0 m r (t ) b1 m1 r (t ) bm1 r (t ) bm r (t ) dt dt dt
哈尔滨工程大学自动化学院
6
自动控制原理
第二章 控制系统的数学模型
Part 2-4-1 传递函数的定义和性质
定义：在零初始条件(输入量施加于系统之前，系统处于
现代控制2-3 系统方框图
7
【例2.3.1】画出下列RLC电路的方块图。 R L 解：利用基尔霍夫电压定律 ui (t ) 及元件特性可得
di (t ) + uo (t ) ui (t ) = Ri (t ) + L dt
1 u o (t ) = ∫ i ( t ) dt C
i (t )
C
uo (t )
拉氏变换得
⎧U i ( s ) = I ( s ) ⋅ R + Ls ⋅ I ( s ) + U o ( s ) ⎨ Uo ( s ) = I ( s ) / Cs ⎩
9
⎧U i ( s ) = I ( s ) ⋅ R + Ls ⋅ I ( s ) + U o ( s ) ⎨ Uo ( s ) = I ( s ) / Cs ⎩
U i ( s) − U o ( s) ⎧ ⎪I (s) = R + Ls ⎨ I ( s) ⎪U o ( s ) = Cs ⎩
10
U i (s) − U o ( s) I ( s) = R + Ls
（b）第2级运放（RC比例微分放大电路）
du1 u2 = K 2 ⋅ (τ + u1 ), K 2 = R2 / R1 , τ = R1C dt U 2 (s) = τ s + K2 G2 ( s ) = U1 ( s )
20
（c）功率放大器
ua = K 3 ⋅ u2
U a (s) G2 ( s ) = = K3 U 2 (s)
G3
R(s)
a
G1
b
G2 H1
c
C(s)
41
b点后移到c点之后
G3
R(s)
G2
b
自控原理课件 第1章-自动控制系统概
2
第1章 自动控制系统概述
第1章 自动控制系统概述
1.1自动控制系统基础知识
3
第1章 自动控制系统概述
4
第1章 自动控制系统概述
开环控制系统是一种最简单的控制系统。下面举例 说明其结构特点和工作原理。 图1.1所示是一个电阻炉温度控制系统，希望电阻炉 的温度T c保持在允许范围内。在该系统中，可以通过调 整自耦变压器滑动端的位置来改变电阻炉的温度，并使 其保持在允许范围内。因而被控对象就是电阻炉，被控 量就是电阻炉的温度。自耦变压器滑动端的位置对应了 一个电压值uc，也就对应了一个电阻炉的温度Tc，改变 M c也就改变了T”在这个控制系统中，没有对电阻炉的实 际温度进行测量，就是说，实际温度Tc是多少不得而知 。当系统中出现外部扰动(如炉门开关频繁变化)或内部 扰动(如电源电压波动)时，了c将偏离“c所对应的数值， 5 结果温度可能比希望值偏高或偏低。
25
第1章 自动控制系统概述
而放大器的输入电压为给定电压与反馈电压比 较后的偏差电压ΔU=Ug-Ufn, 其中Ug是由给定电 位器给定的，Ufn是由测速发电机TG输出电压 经电位器分压获得的。 Ufn的大小取决于转速 的高低。因此,测速发电机和电位器构成检测元 件和反馈单元；由于Ug和Ufn极性相反，所以构 成负反馈。
第1章 自动控制系统概述
6．检测元件 该装置用来检测被控制量，并将其转换成与 给定量相同的物理量。检测元件的精度和特性逐 渐影响控制系统的控制品质，它是构成自动控制 系统的关键部件。在此系统中是热电耦。
20
第1章 自动控制系统概述
由图1.6可见．系统中作用量的被控制量如
下： 给定量：又称为控制量或参考输入量。它通 常由给定信号电压构成，或通过检测元件将非电 量转换成电压信号。如图1.6中的给定电压UsT。 输出量：又称为被控制量。它是控制对象的 输出，是自动控制的目标。如图1.6中的炉温T 。 反馈量：是通过检测元件将输出量转换成与 给定量性质相同且数量级相同的信号。图1.6中 的反馈量是由热电偶将炉温转换来的信号电压 UfT。
电力拖动自动控制系统(陈伯时)ppt,按转子磁链定向的矢量控制系统
的影响，两个子系统仍旧是耦合着的。
电电力力拖传动动自控动制控系制统系统
8
带除法环节的解耦矢量控制系统 （采用电流控制变频器）
r AR
ASR
Lr n p Lm
ism
i
A
iA
r
异步电机
i
CB 2r /3s
电流 控制
iB
矢量
÷
电电力力拖传动动自控动制控系制统系统
4
按转子磁链定向后的系统模型
代入转矩方程式和状态方程式，并 用m，t替代d，q，即得
Te
n p Lm Lr
ist r
d r
dt
1 Tr
r
Lm Tr
ism
0
(1
) r
Lm Tr
ist
电电力力拖传动动自控动制控系制统系统
5
矢量控制方程
1
i1
im1
等效直流
3/2 iβ1 VR
电机模型
异步电动机 it1
反馈信号
这样的矢量控制交流变压变频调速系统在静、 动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美。
电电力力拖传动动自控动制控系制统系统
3
6.7.2按转子磁链定向
（Field Orientation）
rd rm r rq rt 0
14
• 在两相静止坐标系上的转子磁链模型
is
Lm
+
1
r
-
Tr p+1
Tr
isβ
Lm
+
1
自动控制理论结构图
22
2.4 线性系统的结构图
结构图的等效变换和简化
复杂系统的化简:
串联、并联和反馈连接;层层嵌套
例2.8
R
G1
G2
G3
G4
Y
G1−1G4−1
G1−1G4−1
R
G1G2
G3G4 Y R
G1G2 1+ G1G2
G3G4 Y 1+ G3G4
23
2.4 线性系统的结构图
结构图的等效变换和简化
复杂系统的化简:
G3 Y (s) R(s)
H
G1 +1 G2
G2G3 Y (s) 1+ G2G3H
(a)
(b)
R(s) (G1 + G2 )G3 Y (s)
1+ G2G3H
20
2.4 线性系统的结构图
结构图的等效变换和简化
复杂系统的化简:
串联、并联和反馈连接;层层嵌套
例2.6
方法2: 2后移至3
G1(s)
R(s) 1
+2 -
G2(s)
+3
4 G3(s)
Y(s)
R
H(s)
G1
+
+G2
Y G3 G2H
图2-17 输入补偿型复合控制系统结构图
G(s) = Y (s) = (G1 + G2 )G3
R(s) 1+ G2G3H
21
2.4 线性系统的结构图
结构图的等效变换和简化
例2.7 两输入单输出系统结构图
扰动 D(s)
La J m
d
2ω m (t)
dt 2
+
自控知识点整理
自控1、自动控制：无人直接参与、控制装置（控制器）、控制对象、被控量、预定规律。
2、自动控制理论的研究对象：自动控制系统。
3、自动控制系统组成：控制器（控制装置，又分检测装置、执行装置和校正装置）、被控对象。
（给定装置；比较、放大装置；执行装置；测量与变送装置；校正装置；被控对象）4、发展：经典（二战后），现代（20世纪60年代初）、大系统和智能控制（近年）。
5、自动控制比人工控制：利用控制器代替人完成控制。
6、开环：无被控量反馈，没有闭合，给定信号。
7、闭环：有被控量反馈，有闭合，偏差信号。
8、按给定信号特征，有恒值（给定量一经设定维持不变）；随动（又称伺服，给定量变化且变化规律未知）；程序（按事先设定规律变化）。
9、按系统中元件特征，有线性（全部，线性微分方程）；非线性（一个或多个）。
10、按系统中信号形式，有连续（微分方程）；数字（差分方程）。
11、自动控制系统的基本控制要求：稳、快、准。
12、数学模型：描述系统或元件输入量、输出量以及内部各变量之间关系的数学表达式。
动态模型：描述各变量动态关系的数学表达式。
13、微分方程：电阻R ；电容Cs 1；电感Ls ；积分s1；微分s 。
14、拉氏变换：15、传递函数：线性定常系统，输出拉氏变换比输入拉氏变换。
两种表示方法，零极点分布图16、典型环节传函： （1）比例K s G =)( （2）积分Tss G 1)(=（3）微分Ts s G =)( （4）惯性11)(+=Ts s G （5）振荡222222121)(nn n s Ts s T s G ωζωωζ++=++= （6）延迟s e s G τ-=)(17、结构图：信号线、综合点（比较点或运算点）、引出点和方框。
化简：并联；串联；反馈。
18、信号流图、梅逊公式 19、几种常用传递函数： （1）给定量传函：)()(s R s C r r =Φ；干扰量传函：)()(s N s C n n =Φ )()()()()(s N s s R s s C n r Φ+Φ= （2）给定量误差出传函：)()(s R s E r e =Φ；干扰量误差传函：)()(s N s E n en =Φ )()()()()(s N s s R s s E en e Φ+Φ=20、典型输入信号：阶跃（常值信号）；斜坡（等速信号）；抛物线；单位脉冲；正弦。
ICS特灵自控系统概要
特灵集成舒适系统（ICS）主题1. 特灵ICS简介2.ICS控制网络结构3.互操作性4.特灵空调自控应用介绍 - 冷源中心控制- 空气末端控制5.RMU远程监视服务6.实时功能演示1. 特灵ICS简介ICS是BAS的一种什么是BAS?协调楼宇设备运转的逻辑BAS 子系统类型•HVAC 控制系统•照明控制系统•给排水监控系统•变配电监视系统•电梯运行监视系统•巡更监视系统HVAC 控制系统HVAC系统组成:Chiller Plant 冷冻机房Cooling Tower System 冷却塔系统Boilers 锅炉Heat Exchange 热交换系统Air Handling Units 空调机单元Fan Coil Units 风机盘管单元VAV Boxes 变风量箱Electric Heaters 电加热Exhaust & Ventilation Fans 送排风Pumps 泵Etc. 等等HVAC 控制系统50%-70% 的 BAS 是 HVAC 控制系统Direct Digital Controls (DDC) –直接数字控制基于微处理器的控制提供了灵活性能和其它楼宇系统作接口♦名称：♦集成舒适系统 ---- ICS为什么叫ICS？I ntegrated C omfort S ystems 集成舒适系统Equipment 设备（空调设备）+ Unit Controllers 单元控制器+ System Controllers 系统控制器+ Field Operational Excellence 现场操作优点+ Services 维修服务= ICSICS能把特灵和非特灵的设备连接合并成一个有效的舒适系统ICS 部分设备一瞥Trane (ICS)的发展1978年在美国St.Paul成立自控部门从事楼宇控制器的研制和生产1981年至今，共研制成三代Tracer产品Tracer 1000，Tracer 100，Tracer Summit 20年实现美国BA市场占有率排名第三1998年进入中国市场已有100多个工地使用Tracer Summit成为解决空调系统问题的最好途径工地名称（北京及北区）控制案例钓鱼台冷水机房控制八一大楼冷水机房控制军事博物馆冷水机房控制SOHO现代城冷水机房控制/BA接口世界金融中心冷水机房控制/BA接口国贸一期冷水机房监控/蓄冰系统/BA接口中国大饭店冷水机房控制/蓄冰系统/BA接口国贸二期冷水机房监控/蓄冰系统/BA接口国土资源部冷水机房控制农业银行冷水机房控制人民银行冷水机房控制北京铁路局冷水机房控制云湖度假村楼宇自控(主机、风柜、VAV)有研硅谷楼宇自控(主机、风柜、照明)北京广播器材厂楼宇自控(开力主机、风柜)嘉和丽园楼宇自控(水源热泵)青岛四方铁路楼宇自控(Rooftop、VAV、风柜) 青岛海尔楼宇自控(Rooftop)天津博孚制药楼宇自控(主机、风柜、锅炉)天津史克冷水机房控制大连新玛特商场冷水机房监控/蓄冰系统大连同泰医院冷水机房控制... ...2.特灵ICS控制网络结构 ICS网络结构硬件软件ICS 网络结构用 户 控 制 层Secondary Workstation楼 宇 控 制 层BCUBCUUC P2UC P2设 备 控 制 层WorkstationUCP2UCP2PCMTUC －V A VUPCMPC 工作站•用户图形界面•显示状态信息•改变设定值•设备强制操作•互联网浏览楼宇控制器 (BCU)•触摸屏显示器•集中监控•连接现场控制器UCM•独立运行Tracer 控制器MP581/MP580MP501MP503AH541/AH540ZN511/ZN510ZN521/ZN520都基于 LonTalk!Tracer Summit 软件系统(日程安排设置)冷水机房控制区域控制UPCM & PCM CPL 编程安全等级报警&事件记录报告加机器减机器机器轮换电源故障软启动机组报告16 级自定义功能日期&信息打印冷却塔风扇水泵控制建立报警等级冷冻机 V A V 远程登陆温度 Vs.开/关压差 Vs 旁通阀信息和图象区域组合控制故障重置故障重置温度 Vs.变频水泵开/关空调箱轮换轮换夜间经济运行灯光优化启停正常运行机组标准报告客户自定义报告数据趋势报告文件自动存档3. ICS的互操作性Building Automation Systems DivisionL ON M ARK 系统结构图互操作性HVAC 1照明HVAC 2消防单元控制器网络系统控制器网络保安网络结构示意图操作员工作站设备工作站工程师工作站机房BCUBACnet&Modbusto third party 大堂BCULontalkHRA EAS开放的BACnet 协议采用标准的楼宇控制协议•霍尼维尔(Honeywell) •江森(Johnson Controls) •Satchwell•兰第司(Landis&Gry) •...Tracer Summit 案例Tracer Summit ÖÐÑë¿Õµ÷½Ó¿ÚϵͳÔÚÖйúÖв¿µØÇø½Ê½¹¤µØÃû³Æ½Ó¿Ú·ËÒ»´óÂ¥Andov er Interface/Chiller Plant Control°¹úó¶þÆÚAndov er Interface/Chiller Plant Control¹úóһÆÚCIN Interface/Chiller Plant ControlÊÀ½ç½ðÈÚÖÐÐÄJohnson Interface/Chiller Plant ControlSOHOÏÖ´ú³ÇJohnson Interface/Chiller Plant Control±¾©Ìú·¾ÖAlerton Interface/Chiller Plant ControlÐÂÊÀ½çÖÐÐĶþÆÚJohnson Interface/Chiller Plant Control×ʯÇÅÊý¾ÝÖÐÐÄJohnson Interface/Chiller Plant Control°¸»¹ú¹ã³¡Johnson InterfaceÒÔÉ«Áдóʹ¹ÝSiemens InterfaceÐí²ý¾íÑ̳§Siemens InterfaceÃñÕþ¾ÖSiemens Interface½´óÂ¥Johnson InterfaceÇ廪ͬ·¹þ¶û±õµçÁ¦´óÂ¥Honeywell InterfaceTracer Summit 可集成第三方设备已成功连接的厂家:•变频器 - Square D, ABB, Danfoss•计算机房空调器 - Liebert, Airflow•水泵控制器 - Bell & Gosset•锅炉控制器 - Fireye•照明箱 - Square D•烟橱和压力显示器 - TSI, Tek-Air•能量测量设备 - Veris, Square D4.特灵ICS空调自控应用介绍末端控制冷源中心控制空气末端控制原理空气处理机工厂整装, 独立运行Starter PanelControllerAHU：案例上海斯伦贝谢智能卡上海Krupp 不锈钢扬州二电南京电子网板厂北京有研硅谷工厂北京SOHO现代城天津博福制药厂青岛四方铁路工厂厦门Dell电脑深圳华英电子厂中山市电讯局网管中心中山西区邮电局Building Cost33%36%12%19%LightngChiller costAHU cost Other冷水机房自控空调用电是大楼用电的一半，而主机用电又占空调用电的70％怎样能更好的控制冷源中心才是一个最重要的问题冷水机房智能化的概念•单机控制•机房群控系统--大楼节能重点•数据集成•远程监控图形界面功能♦支持25台冷水机组♦自动加载、减载♦软启动、停机♦机组轮循顺序表♦监测机房群控状况♦故障报警、恢复♦运行报告♦监测冷机内达200－300项数据♦与水泵、水塔联动控制冷水机房智能化的概念冷水机房软件包自动加/减载软启动/停机方式机组轮循顺序监测机房群控状态事件和报警记录报警处理报告自控与手动控制比较采用中央空调监控系统不采用中央空调监控系统初次投资成本略高低节约能源佳不佳人工成本 (保养人员) 低高故障报警佳不佳资料管理佳不佳系统管理容易困难故障记录容易困难保养费用略高一般系统整合（不同区域条件要求）容易困难技术人员要求略高一般TRANE与其他厂家比较特灵其他牌使用 Windows (中文版)操作系统是是动态图形界面是是在线参数设定，修改是是原厂服务（与冷水机组同一品牌）是否读取所有主机讯息是否冷水机组警报同步打印（包括设备编号及显示原因）是否原厂提供冷水机组最佳化管理软件是否（固定程序，使用方便）资料报告，追踪是否带有可编程软件是是远程监控功能是是系统扩充性是是1008560050100E lectricN oT r a n eNameCostNo Control Other Controls Trane5. RMU远程服务您发生过以下情況或疑问吗?•有人说不冷有人说很冷?•是不是该做保养了?•系统是不是可以更省电?•主机跳脫后无法將实际狀況告知TRANE人员而延誤故障排除时间?远程通讯结构图ModemModemTCI-Comm4TCI-Comm4TCI-Comm4远程控制所需设备♦一根电话线♦一个RMU+调制解调器(Modem)。
自动控制原理2.4 结构图的等效变换及简化计算
在△中，去掉与第k条前向通 道相接触的回路对应的项后
剩余的部分。
求法: 去掉第k条前向通路后所求的△ 用梅森公式求上例信号流图对应的传函。
南京工业职业技术学院机械工程学院——自动控制原理
梅森公式例1
GG44((ss))
R(s)
注：比较点和引出点之间不能换位。 3. 通过在被变换的支路上乘或除某个传函来保持等效。 4. 根据环节方框的连接方式（串联、并联和反馈）进行简化
计算。
南京工业职业技术学院机械工程学院——自动控制原理
结构图三种连接形式及其计算
串联
G1
G2
G1 G2
n
G(s) Gi (s) i 1
并联 G1 G2
反馈 G1
G5
R –
X1 G1
– G2 X2 –
G3 X3
G4
C
X3
G6
G7
南京工业职业技术学院机械工程学院——自动控制原理
G8 G5
R – G1 X1
X2 – G2
–
X3
G3
G4
C
X3 G6
G7
（2）求传函。用梅逊公式：
1 G1G2G3G4G7 G1G2G3G4G8 G2G3G6 G3G4G5
R(s)
-
G4
A
G1
-
B
G2
H1
G3 H2
C C(s)
P1 G1G2G3 1 1
P2 G1G4 2 1
C(S) P(S) P11 P22
P11 P22
R(S)
1 (L1 L2 L3 L4 L5 )
江森自控METASYS设计手册
第九章� 应用实例
�
9.1� 冷冻系统监控
�
9.2� 热交换站监控
�
9.3� 新风机组监控
�
9.4� 空调机组监控
技术手册说明 *由于我们的产品在不断地改变�本技术手册中的技术规格和信息的改变恕不另行通知�具体选型以 实际提供的技术参数为准。JOHNSON CONTROLS为任何误用或歧义造成的偶然或必然的损害不承担 任何责任。
注�电机启动盘只包括开关、继电器、接线端子�它的系统非工作时间实际上趋近为0。
AVAILABILITY 99.9964% 99.9971% 99.9971% 100%
Metasys�ADS 系统结构
概述
� 整个Metasys ADS系统由操作 站、网络控制引擎、现场控制器组 成�一个典型的系统架构如下图所 示。
以上等式是可靠性的定义标准。在这里非工作时间是指维 修和返修产品所需要的平均时间。这个平均时间通常称为 平均修复时间�包括预计的时间及不可预计的时间。在正 常的情况下�不论白天黑夜�我们的紧急反应时间不超过 四个小时。
系统可靠性也被表示为平均修复时间�MTTR�和平均故障 间隔时间�MTBF�。平均故障间隔时间是指系统可靠性的 一个衡量尺度�平均修复时间是系统可维护性的一个衡量 尺度。他们的关系如下� 系统可靠性=平均故障间隔时间/�平均故障间隔时间+平 均修复时间�
气体动力(化工)专业知识09- DCS系统控制原理图
分回路；
3、DCS系统组成： ·三站一线：工程师站、操作员站、现场控制站、系统网络；
3.1、工程师站： ·对DCS进行离线的配置，组态工作和在线的系统监督、控制、维护的网络接点 ·主要功能：提供对DCS进行组态，配置工作的工具软件，并在DCS在线进行时
输，以实现系统总体的功能； ·系统网络的实时性，可靠性和数据通信能力关系到整个系统的性能，特别是
网络的通信规约，关系到网络通信的效率和系统功能的实现； ·DCS得以实现的技术关键；
4、DCS组成结构： · DCS通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控
制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换。生产控制操作采用计算机操作站， 通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
机系统，综合了计算机、通讯、显示和控制等4C技术。 ·基本思想：分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便；
2、DCS系统的概述： · 系统主要有现场控制站（I/O站）、数据通讯系统、人机接口单元（操作
员站OPS、工程师站ENS）、机柜、电源等组成； · 系统具有开放的体系结构，可以提供多层开放数据接口； · 总结为：集中显示、分散控制； 集中显示：集中式数据库，显示管理整个系统的数据信息，实现信息的集
· 从结构上划分，DCS包括现场控制级、过程装置控制级和管理级； √ 现场控制级：（1）主要采集过程数据，对数据进行转换；
（2）输出过程操纵命令； （3）完成与过程装置控制级的数据通信； （4）对现场控制级的设备进行监测和诊断； √ 过程装置控制级：（1）采集过程数据，进行数据转换与处理；
（2）数据的监视和存储 （3）实施连续、批量或顺序控制的运算和输出控制作用； （4）数据和设备的自诊断 （5）数据的通信
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
L1L4=(–G1H1)(–G4G3)=G1G3G4H1
梅逊公式求C(s)
G3(s) N(s) C(s) G1(s) G2(s) H2(s)
R(s)
E(S)
H1(s) H3(s) L1= G1H1 L2= –G2H2 L3= –G1G2H3
L1L2= (G1H1)(-G 2 H2 )
C(s)=
R(s)[ G3G2 (1-G1H1) +G1G2 ] + G2 N(s)
G3(s)
N(s)
C(s) G2(s) H2(s) H3(s)
G1(s)
H1(s)
R(s)
E(S)
P1=1 △1=1+G2H2
P1△1= ?
E(s)=
(1+G2H2) + 1- G1H1+ G2H2+ G1G2H3-G1H1G2 H2
梅逊公式求E(s)
G3(s)
R(s)
E(S)
G1(s) H1(s) H3(s)
H2 G3 H3 H1 G4
H2 G1 G2 G3
1 G4
a
G4
b
H1
H3
综合点移动
G3
G1
向同类移动
G2
H1
G3 G1
G1
G2
H1
G4 G1 G2
作用分解
G3
H1
G4 G1 H1 G2
H3
G3
H3 H3
H1
梅逊公式介绍 R-C :
△称为系统特征式
C(s) = R(s)
∑Pk△k △
△=1- ∑La+ ∑LbLc-∑LdLeLf+…
结构图三种基本形式
串 联 G1 G2 并 联 反 馈 G1
G1 G2
G2
G1 G2
G1 G2
G1 1+ G1 G2
结构图等效变换方法
1 三种典型结构可直接用公式
2 相邻综合点可互换位置
3 相邻引出点可互换位置
注意事项：
1 不是典型结构不可直接用公式
2 引出点综合点相邻，不可互换位置
引出点移动
G1 G2
H3(s)
△2=1+G1H1
C(s)
△1=1
G4(s) C(s) G1(s) =? G2(s)
R(s)
G (s) 3 G3(s)
P2= G4G3
L4= – G4G3
P12= – G3 H3
L3= – G1G2G3H3H1
L5 = – G1G2G3
L1L2= (–G1H1) (–G3H3) = G1G3H1H3
10k 10k
ut
+
–
-k2
u2 功放 ua SM k
3
TG
+15v
-15v
位置随动系统原理图
习题2-15方块图
K0=30v/330o=1/11(伏/度)=5.21(伏/弧度) K1=3 k2=2 α=1+Rf/Ri=1+20/10=3 ui u1 u2 ua km S(Tms+1) ut kts uo
C(s) G2(s) H2(s)
E(s)=
(1+G2H2) + 1- G1H1+ G2H2+ G1G2H3-G1H1G2 H2
G3(s)
梅逊公式求E(s)
G2(s)
R(s)
E(S)
P2= - G3G2H3 △2= 1 P2△2=?
G1(s)
H1(s) H2(s) H3(s) C(s)
E(s)=
R(s)[ (1+G2H2) + (- G3G2H3) ] 1- G1H1+ G2H2+ G1G2H3-G1H1G2 H2
梅逊公式求E(s)
G3(s) R(s)
N(s)
C(s)
E(S)
G1(s) H1(s) H3(s)
G2(s) H2(s)
P2= - G3G2H3 △2= 1 P2△2=?
P1= –G2H3
△1= 1
R(s)[ (1+G2H2) + (- G3G2H3) ] + (–G2H3) N(s) E(s)= 1- G1H1+ G2H2+ G1G2H3-G1H1G2 H2
其中:
∑La — 所有单独回路增益之和
∑LbLc—所有两两互不接触回路增益乘积之和 ∑LdLeLf—所有三个互不接触回路增益乘积之和
Pk—从R(s)到C(s)的第k条前向通路传递函数
△k称为第k条前向通路的余子式
求法: 去掉第k条前向通路后所求的△
梅逊公式例R-C
R(s)
G G44(s) (s)
G1 1(s) H1(s) G2 2(s) G (s) G3 3 3(s)
5.21
3
2
k3
3
5.21
1- G1H1+ G2H2+ G1G2H3-G1H1G2 H2
梅逊公式求E(s)
G3(s) R(s) E(S)
N(s)
C(s) G2(s) H2(s) H3(s)
G1(s)
H1(s)
E(s)= 1- G H + G H + G G H -G H G
1 1 2 2 1 2 3 1 1
2 H2
梅逊公式求E(s)
信号流图
1 R(s) f
e g
a
b
c h
d C(s)
四个单独回路，两个回路互不接触
前向通路两条
abcd + ed (1–bg) C(s) = R(s) 1 – af – bg – ch– ehgf +afch
习题2-15(p72图2-63)
30k
20k
+15v
ui uo
-15v10k
10k
u1
-k1