核电站仪表及控制广核培训课

x(t) 控制系统 y(t)
x(t) 1 0
t 单位阶跃输入信号
单调过程 等幅振荡过程
衰减振荡过程 渐扩振荡过程
自动控制系统被控量变化的动态特性
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四、系统的动态特性
❖ 在稳态时，系统输出量y和输入量x之间 的关系称为系统的稳态特性，它是一个 代数方程。
❖ 在动态时，系统输出量y和输入量x之间 的关系称为系统的动态特性，它是一个 微分方程。
定的精度跟随输入量的变化而变化。
过程控制系统：当控制系统的输出量是温度、压力、流量、液位或pH值等一些变 量时，就称为过程控制系统。
2. 按控制作用与时间的关系分：连续控制系统和采样（离散）控制系统。 3. 按自动控制系统的特性分：线性控制系统和非线性控制系统。 4. 按控制方式分：开环控制、闭环控制、复合控制。
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核电站仪表与控制
叶丁丁 dingdingye@cqu.edu.cn
核电站仪表与控制
课时安排及课程目标
章节 第1章 控制系统基础知识 第2章 集散控制系统 第3章 核电站仪表和控制系统（I&C）概述 第4章 温度测量仪表 第5章 压力测量仪表 第6章 流量测量仪表 第7章 液位测量仪表 第8章 机械量测量仪表 第9章 核测量仪表
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三、自动控制系统的动态过程
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当自动控制系统受到干扰或者人为要求给定值改变，被控量就会发生变化，偏离 给定值。通过系统的自动控制作用，经过一定的过渡过程，被控量又恢复到原来 的稳定值或者稳定到一个新的给定值。被控量在变化过程中的过渡过程称为动态 过程（即随时间而变的过程），被控量处于平衡状态称为静态或稳态。
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第一章 控制系统的基本知识
1.1 关于控制的基本概念 1.2 自动控制系统的性能要求 1.3 比较器 1.4 控制器 1.5 控制通道 1.6 控制系统中的执行机构
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1.1 关于控制的基本概念
❖ 控制：为了达到一定的目的，对生产过程的设备进行操作。 人工控制 ；自动控制。
课时 6学时 6学时 3学时 4学时 4学时 4学时 3学时 4学时 4学时
课程目标：掌握电厂自动化基础知识、自动控制的概念以 及用于电站的工艺参数检测仪表的基本工作原理。了解数 字化控制系统的基础知识。
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教材及参考书
核电站仪表与控制
❖ 核电站仪表与控制，中广核集团岗前培训教材；
❖ 张建民，核反应堆控制，西安交通大学讲义， 2006；
2uo (t) dt 2
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例:写出如图所示RLC网络电路的
i(t)
微分方程。
解： 输入量为ui(t), 输出量为uo(t),
(t)
(百度文库)
列出原始微分方程式
ui
(t)

Ri(t)

L
di(t) dt

1 C

i(t)dt
uo
(t)

1 C

i(t)dt
消去中间变量i(t)，经整理可得：
LC
d
描述系统动态特性的方法有： 微分方程； 传递函数； 输入响应法； 频率响应法； 状态变量表示法。
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x(t) 控制系统 y(t)
输入
输出
系统的方框图表示
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1. 微分方程：描述系统动态特性最基本的方法。
系统的动态特性若能用一个线性微分方程来表示，称为线性系统， 否则称为非线性系统。 微分方程的系数为常数，即不随时间变化，则系统称为定常系统， 否则为时变系统。
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1.2 自动控制系统的性能要求
一、自动控制系统的组成
由实现控制目的的设备和部件构成的系统称为控制系统； 由自动控制装置，包括测量部件、控制器和执行机构等，与控制 对象连接在一起就构成了自动控制系统。
比较器
给定值 + 偏差信号
-
测量值
控制器
执行机构
T
测量部件
扰动
++
控制对象
被控制量
自动控制系统方框图
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二、自动控制系统的分类
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1. 按给定值变化规律分类 （1）恒值控制系统：维持被控量等于一个给定的常值。 （2）随动控制系统：给定值变化规律事先不确定，系统应保证控制量以一
定的精度跟随输入量的变化而变化。 （3）程序控制系统：输入量是一个已知的时间函数，系统应使输出量以一
建立微分方程的一般步骤： （1）将系统划分为若干个单向环节，确定每一个环节的输入量和
输出量； （2）根据运动定理或化学定律列出原始方程式； （3）简化、线性化，消去中间变量，得到一个只包含输入量和输
出量的微分方程； （4）把方程整理成标准形式，即输入量放在方程的右边，输出量
放在方程的左边，各导数项按降幂排列。
控制对象（被控制过程）—— 被控制的设备或生产过程。 被控制量（被调量） —— 控制对象的输出量。表征生产过程是否符合期 望规律的物理量。 给定值（目标值） —— 希望被控制量应该具有的量值。 控制量 —— 可由控制作用改变的，且能使被控量跟踪给定值的物理量。 扰动 —— 是一种对系统的输出量产生相反作用的信号，若扰动产生于系 统内部，称为内扰；反之则称为外扰。扰动可看作系统的输入量。 系统 —— 指相互联系又相互作用的对象的有机组合。 控制器（调节器）—— 能按预期要求产生控制信号以改变控制量的设备 或装置。
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反馈 —— 系统的输出量全部或部分会送到输入端，它与输入量共同影响 系统的输出。若反馈信号与输入信号相减，使产生的偏差越来越小，称 为负反馈；反之，则称为正反馈。 反馈控制 —— 在有扰动时，力图减小系统输出量与给定值之间的偏差。 手动控制（人工控制） —— 被控制量在运行中总要受到许多因素的影响 而偏离所要求的值，因此运行人员就要根据观察随时加以控制。 自动控制 —— 采用机械或电气等装置来代替人工控制。没有人直接参与。 远距操作 （远动）—— 利用辅助能源对远离主控室的设备进行操作的过 程。 就地操作 （现场操作）—— 由人直接操作控制设备的操作形式。 开关量控制 —— 指被控设备只有两个状态，即开或关。 模拟量控制 —— 指对相应的执行机构的运动过程加以控制，使被控量接 近所要求的值。采用连续变化的信号。