经典过程控制技术
工业过程先进控制概述石红瑞
现场总线控制系统FCS的主要特征
1. 数字通讯代替4~20mA模拟传输,数字通讯网络延 伸到工业过程现场;
2. 智能现场设备:智能变送器完成测量、变送基本功 能,还具有自诊断、报警,再现标定、PID调节、 信号处理、通信等功能,可实现多参数传感变送器。
3. 开放的互联网络:协议公开、互操作性、互用性。 4. 系统结构的高度分散性:总线仪表集检测、运算、
9、其他类型现场总线
• HART协议,用于现场智能仪表和控制 是设备间通信的一种开放协议,属于模 拟系统向数字系统转变过程中过渡性产 品,其特点是在现有模拟信号传输线上 实现狮子信号通信。 HART协议最早由 Rosemount公司开发并得到E+H,Moor, AB,Siemens,Smar和横河等许多著名仪表 公司的支持。
多变量频域
随机过程 非线性系统
3、检测控制仪表的发展
• 50’,基地式仪表(电子真空管),自力 式温度调节,就地式液位控制
• 60’,单元组合(气动、电动) QDZ :0.02~0.1MPa 标准信号 DDZП:0~10mA标准信号 DDZШ :4~20mA、1~5V 标准信号
DDZ仪表与数字调节器
• 研究内容:可控性、可观性、实现问题、 典范型、分解理论、稳定性理论
• 使控制由一类工程设计方法提高到新的 科学----控制科学。相继出现了系统辨识 与参数估计、随机控制、自适应控制、 鲁棒控制等。
• 航空、航天、制导成绩辉煌,复杂工业 过程无能为力。
80~90’,大系统理论与智能控制
• 大系统理论:控制理论广度挖掘 研究大系统的分解及各子系统的协调,多
DCS的体系结构——Siemens
工程师 站
打印服
AB PLC控制系统 ControlNet 操作工 局域 操作工
过程控制知识点(精编)
(一)概述1.过程控制概念:采用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制。
2.学科定位:过程控制是控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表知识相结合而构成的一门应用学科。
3.过程控制的目标:安全性,稳定性,经济性。
4.过程控制主要是指连续过程工业的过程控制。
5.过程控制系统基本框图:6.过程控制系统的特点:1)被控过程的多样性2)控制方案的多样性,包括系统硬件组成和控制算法以及软件设计的多样性。
3)被控过程属慢过程且多属参数控制4)定值控制是过程控制的主要形式5)过程控制有多种分类方法。
过程控制系统阶跃应曲线:7.衰减比η:衡量振荡过程衰减程度的指标,等于两个相邻同向波峰值之比。
即:8.衰减率ϕ:指每经过一个周期以后,波动幅度衰减的百分数,即:衰减比常用表示。
9.最大动态偏差y1:被控参数偏离其最终稳态值的最大值。
衡量过程控制系统动态准确性的指标10.超调量:最大动态偏差占稳态值的百分比。
11.余差:衡量控制系统稳态准确性的性能指标。
12.调节时间:从过渡过程开始到结束的时间。
当被控量进入其稳态值的范围内,过渡过程结束。
调节时间是过程控制系统快速性的指标。
13.振荡频率:振荡周期P的倒数,即:当相同,越大则越短;当相同时,则越高,越短。
因此,振荡频率也可衡量过程控制系统快速性。
被控对象的数学模型(动态特性):过程在各输入量(包括控制量与扰动量)作用下,其相应输出量(被控量)变化函数关系的数学表达式。
14. 被控对象的动态特性的特点:1单调不振荡。
2具有延迟性和大的时间常数。
3具有纯时间滞后。
4具有自平衡和非平衡特性。
5非线性。
(二)过程控制系统建模方法机理法建模:根据生产过程中实际发生的变化机理,写出各种有关方程式,从而得到所需的数学模型。
测试法建模:根据工业过程的输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到的模型。
经典辨识法:测定动态特性的时域方法,测定动态特性的频域方法,测定动态特性的统计相关法。
过程自动化中经典控制理论的指导意义
过程自动化中经典控制理论的指导意义——郝庆超董延凯自动化已深入到各个领域,大到军事,航天,小的楼宇电梯。
而在中国社会主义建设的现今阶段,过程自动化控制在工业生产领域,不断的发挥着提高效率,控制质量,节约成本等重要作用,已经成为除“工艺”,“电气”等之外,不可或缺的生产保障范围。
就生产过程自动化而言,整体上可分为三大环节,即“过程检测(Process Detection)”、“过程控制系统(Process Control System)”、“过程控制装置(Process Control Devices)”。
此三大环节工作内容,即为过程检测装置把实际的现场的工程量检测出来,即当前的压力、流量、温度等,转换成为控制系统环节可以识别的电信号,并传送给控制系统;过程控制系统环节接收到由过程检测装置传输来的信号,一则显示该信号的工程值,反应当前现场的实际情况,一则根据此信号值,经过相关的计算,将结果转换为过程控制装置(即现场控制阀门或电机等)可以识别的电信号,传送给过程控制装置;过程控制装置根据过程控制系统传输来的电信号,修正其执行机构的执行量大小,进而影响现场的实际情况,而该实际情况又重新被过程检测装置识别,再转换传送给过程控制系统,等等,周而复始形成整套循环,此为过程控制自动化中,大的闭环控制系统。
该闭环控制系统,又是由或多或少的多个小的开环或闭环控制系统组成,根据生产需要,其规模、内容、精度及相关设备的性能,也不尽相同。
但归咎其理论,都基于经典控制理论基础为原则和依据。
如果把过程自动化系统比作是人,过程检测装置相当于人的眼睛、鼻子等感官,其工作原理是基于一些基本的和非基本的物理化学性质等,检测现场情况。
过程控制装置相当于人的四肢,根据要求执行各种动作。
而过程控制系统,则相当于人的大脑,分析和计算各种信息,并发出各种命令。
从原来的二型及三型盘装仪表,到现在的PLC(可编程控制器)、DCS (集中分散控制系统)等,其工作的理念和工作方式是极为复杂的,也正应为此,经典控制理论在过程控制系统中,也是体现的最为明显的。
过程控制系统 书籍
过程控制系统书籍过程控制系统是现代工业生产中不可或缺的一部分,它能够对工艺过程进行实时监控、调节和控制,以确保生产过程的稳定性和效率。
为了帮助读者更好地理解和应用过程控制系统,下面将推荐几本相关的书籍。
《过程控制系统设计与应用》是一本经典的教材,它详细介绍了过程控制系统的基本原理、设计方法和应用技术。
该书系统地讲解了控制系统的基本概念、模型建立和参数调节等内容,同时还介绍了各种常见的控制策略和控制器的设计方法。
读者通过学习这本书,可以全面了解过程控制系统的设计与应用,并能够独立完成控制系统的设计和调试工作。
《过程控制系统工程设计与实施》是一本实用性很强的书籍,它通过实际的案例分析和工程应用,详细介绍了过程控制系统的工程设计和实施过程。
该书从控制系统需求分析、方案设计、硬件选型、软件编程、现场调试等方面进行了全面的阐述,同时还讲解了如何处理常见的故障和异常情况。
读者通过学习这本书,可以了解过程控制系统的实际工程应用,并能够掌握相关的设计和实施技术。
《过程控制系统故障诊断与维护》是一本针对过程控制系统故障诊断和维护的专业书籍,它介绍了常见的故障类型和故障诊断方法,并提供了一些常用的维护技术和工具。
该书通过实际案例和经验总结,详细讲解了如何快速准确地诊断和修复过程控制系统的故障,以保证生产过程的连续性和稳定性。
读者通过学习这本书,可以提高对过程控制系统故障的诊断和维护能力,从而更好地应对实际工作中的故障情况。
《过程控制系统安全与可靠性分析》是一本专注于过程控制系统安全和可靠性分析的书籍,它介绍了常见的风险评估和可靠性分析方法,并提供了一些实用的安全和可靠性评估工具。
该书通过案例分析和理论介绍,详细讲解了如何评估和改善过程控制系统的安全性和可靠性,以降低生产过程中的风险和事故发生概率。
读者通过学习这本书,可以提高对过程控制系统安全和可靠性的认识和分析能力,从而更好地保障工业生产的安全性和可靠性。
过程控制系统的设计、应用、故障诊断与维护以及安全可靠性分析是掌握过程控制系统的基本能力。
过程控制
第一节 过程控制系统的发展状况
• 过程控制:指在生产过程中,运用合适的 控制策略,采用自动化仪表及系统来代替 操作人员的部分或全部劳动,使生产过程 在不同程度上自动地进行。
人工调节
给水调节阀 省煤器 W 给水 h 过热器 D 蒸汽
汽包
水 位 计
水 冷 壁
汽包锅炉给水人工调节示意图
第二节 建立数学模型的方法
一. 机理建模
1 单容液位对象的数学模型
单容对象:只有一个储蓄容量的对象。
(1)自平衡过程的动态特性
自平衡过程:指过程在扰动作用下,其平衡状态被破坏 , 不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身逐渐达到新 的平衡状态的过程。
液位过程
若
(见下页图)
q1 输入变量:
输出变量: h
现场总线控制系统FCS
计算机综合自动化系统CIPS
现场智能设备互连通信网络
管理与控制一体化
第一节 过程控制系统的发展状况
过程控制系统发展历史
(20世纪50年代末~60年代)局部自动化阶段 过程控制系统:多为单输入、单输出简单控制系统 自动化仪表:采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表(气动Ⅰ 型和电动Ⅰ型); 控制理论:以反馈为中心的经典控制理论
式中:
T0 AR2 过程的时间常数
K0 R2 过程的放大系数
A
过程的容量系数
(2)无自平衡过程的动态特性
无自平衡过程: 指过程在扰动作用下,其平衡状态被破坏 后 ,不经过操作人员或仪表等干预,仅依靠其自身能力 不能重新恢复平衡状态的过程。 以液位过程为例,见下页图
d h q1 q2 A 过程的微分方程为: dt
过程的动态特性为: H ( S ) 1 1 W0 ( S ) Q1 ( S ) AS Ta S
了解过程控制的基本原理
了解过程控制的基本原理过程控制是指通过对系统中的各种操作过程进行监测和调节,使得系统能够稳定运行,达到预期的工作目标。
在工业生产、交通运输、能源供应等领域,过程控制起着至关重要的作用。
了解过程控制的基本原理对于能够有效管理和优化过程控制系统具有重要意义。
本文将介绍过程控制的基本概念、基本原理和常见的控制策略。
一、过程控制的基本概念过程控制指的是对系统进行实时监测、检测和调节的过程,通过对系统输入和输出的测量和分析,采取相应的控制措施,使得系统能够按照预定的标准或要求进行工作。
过程控制的目标是保障系统的稳定运行和达到设计要求。
二、过程控制的基本原理1. 反馈原理反馈原理是过程控制中的核心概念之一。
通过对系统输出进行测量和检测,与设定值进行比较,得到误差值,并将误差值作为输入信号对系统进行调节。
反馈控制能够使系统对外界扰动具有较强的抵抗能力,提高系统的稳定性和精度。
2. 控制策略过程控制中常用的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制,即PID控制。
比例控制主要根据误差的大小进行控制,积分控制主要根据误差的积分值进行控制,微分控制主要根据误差的变化率进行控制。
PID控制通过对这三种控制策略的综合应用,能够有效地调节系统,使系统保持稳定状态,并具有较好的动态性能。
3. 控制器控制器是过程控制中的重要组成部分,通常由传感器、执行器和控制算法组成。
传感器用于检测系统的实时状态和参数,将其转化为电信号;执行器根据控制信号进行动作,控制系统的运行;控制算法通过对传感器数据进行分析和处理,得出控制信号,对执行器进行控制。
4. 过程模型过程模型是对被控对象的描述,通过建立系统模型,可以对系统进行分析、仿真和优化。
常用的过程模型有线性模型和非线性模型。
对于线性过程,可以采用经典控制方法进行分析和设计;对于非线性过程,需要采用先进的控制算法,如自适应控制、模糊控制和智能控制等。
三、常见的控制策略1. ON-OFF控制ON-OFF控制是最简单的控制策略之一,当系统输出超过一定阈值时,控制器输出一个固定的控制信号,对系统进行ON或OFF的控制。
控制技术发展历程
控制技术发展历程一、控制技术的定义及作用控制技术是指通过对被控制对象进行测量、分析和处理,再通过执行器对其进行调节和控制的一种技术。
它广泛应用于工业自动化、机械制造、电力系统等领域,能够提高生产效率和产品质量,降低成本和人力资源的浪费。
二、控制技术发展历程1. 机械式控制阶段早期的机械式控制是通过简单的机械装置来实现对被控对象的调节和控制,例如水平仪、风速计等。
这种方法简单易行,但精度较低,只适用于一些简单的场合。
2. 电气式控制阶段随着电气技术的发展,人们开始采用电气元器件来实现对被控对象的调节和控制。
早期使用的元器件包括电阻、电容等,并逐渐发展出了继电器、计时器等设备。
这种方法可以实现更加复杂的操作,并且精度也有所提高。
3. 数字式控制阶段20世纪60年代开始出现数字式控制技术,即将控制对象的信息数字化后再进行处理和控制。
这种方法具有高精度、高可靠性、高灵活性等优点,可以实现更加复杂的操作和控制。
数字式控制技术的发展也促进了计算机技术的进步。
4. 现代智能化控制阶段随着人工智能、大数据等技术的发展,现代智能化控制技术逐渐成熟。
它可以通过学习和自适应来提高自身的性能,实现更加精准、高效、安全的操作和控制。
例如,在工业生产中可以通过智能化控制来实现自动调节、预测故障等功能。
三、主要控制技术分类1. PID控制技术PID(比例-积分-微分)是一种经典的反馈调节方法,通过对误差信号进行比例、积分和微分运算来实现对被控对象的调节和控制。
它广泛应用于温度、压力等参数的调节和控制。
2. PLC编程技术PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于工业自动化领域的计算机设备,它可以通过编程来实现对生产过程的控制和监控。
PLC编程技术具有灵活性高、可靠性强等优点,广泛应用于工业生产中。
3. 调频调制技术调频调制技术是一种将信息信号通过频率变化的方式传输的方法,它可以实现高效、稳定的信号传输,并且对干扰有较好的抵抗能力。
过程控制系统范文
过程控制系统范文过程控制系统是一个广泛应用于工业生产中的自动化系统。
它通过监控、调节和控制工艺过程中的各种参数和变量,实现对工艺过程的自动化控制。
过程控制系统在工业生产中起到了至关重要的作用,对于提高生产效率、保障产品质量、降低生产成本具有重要的意义。
过程控制系统通常由以下几个主要组成部分构成:传感器与执行器、控制器、人机界面和通信网络。
其中,传感器与执行器用于监测、采集和控制工艺过程中的各种参数和变量,控制器用于对传感器和执行器进行控制和调节,人机界面用于显示和操作控制系统的相关信息,通信网络用于实现各个组成部分之间的数据传输和通讯。
过程控制系统的工作过程通常包括三个阶段:测量与采集、控制与调节、显示与记录。
在测量与采集阶段,传感器通过测量和采集工艺过程中的各种参数和变量,将其转换为电信号,并传送给控制器进行处理。
在控制与调节阶段,控制器根据测量与采集的数据进行计算和判断,并通过输出控制信号,控制执行器对工艺过程进行调节和控制。
在显示与记录阶段,人机界面将控制系统的运行状态、参数和变量信息进行显示和记录,供操作人员进行观察和分析,以及进行实时的监控和控制。
1.自动化控制:过程控制系统能够实现对工艺过程的自动化调节和控制,减少人工干预,提高生产效率和产品质量。
2.实时监控:过程控制系统能够实时监测工艺过程中的各种参数和变量,并及时采取相应的措施进行调整和控制,以保证工艺过程的稳定性和可靠性。
3.精确度高:过程控制系统具有高精度的测量、控制和调节能力,能够对工艺过程中的各种参数和变量进行准确的测量和控制,提高产品质量和生产效率。
4.灵活性强:过程控制系统能够根据不同的工艺要求和生产需求进行灵活的设置和调整,以适应不同产品的生产过程的变化和调整。
过程控制系统的应用广泛,在各个工业领域都有所涉及。
例如,石油化工、电力、冶金、制药、食品等行业都需要使用过程控制系统进行生产过程的监控和控制。
过程控制系统还广泛应用于环境保护和安全监测领域,用于监测和控制大气污染、废水处理、排放浓度等环境因素,以实现对环境的保护和管理。
过程控制系统 书籍
过程控制系统书籍过程控制系统书籍是学习和了解过程控制系统的重要工具。
过程控制系统是指对工业过程进行监控和控制的系统,广泛应用于化工、能源、电力、自动化等领域。
本文将介绍一些经典的过程控制系统书籍,帮助读者深入了解该领域的理论与实践。
值得推荐的是《过程控制系统设计与应用》这本书。
该书通过系统化的介绍,深入浅出地阐述了过程控制系统的设计与应用。
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《过程控制系统原理与设计》也是一本不错的选择。
该书系统地介绍了过程控制系统的原理和设计方法。
书中涵盖了过程控制系统的建模与仿真、控制器设计、优化控制、多变量控制等内容,对于想要深入研究过程控制系统的读者来说是一本很好的参考书。
《过程控制系统工程师指南》也是一本非常实用的书籍。
该书以实际工程为导向,介绍了过程控制系统的工程实施过程和关键技术。
书中详细讲解了过程控制系统的硬件选型、软件设计、现场调试、故障排除等方面的内容,对于从事过程控制系统工程的从业人员来说是一本不可多得的实用手册。
《自动控制原理与设计》也是一本非常经典的过程控制系统书籍。
该书系统地介绍了自动控制的基本原理和设计方法。
书中涵盖了控制系统的数学模型、传递函数、稳定性分析、PID控制、校正和调节等内容,对于想要深入理解自动控制的读者来说是一本非常有价值的参考书。
《过程控制系统中的故障诊断与容错控制》也是一本不可忽视的书籍。
该书主要介绍了过程控制系统中的故障诊断和容错控制技术。
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希望读者能够从中受益,不断提升自己的技能与能力。
SPC教材最全最经典
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例丰富,易于学习
SPC教材的发展历程
SPC教材的起源
SPC教材的发展阶段
SPC教材的最新版本
SPC教材的应用领域
03
经典SPC教材推荐
《SPC统计学过程控制》
作者:道格拉斯·麦克贝思
出版时间:1981年
主要内容:介绍统计过程控制的基本原理和应用,包括过程控制图、 过程能力分析、控制界限的确定等 评价:被广泛认为是SPC领域的经典之作,对于理解和应用SPC技术 具有重要价值
出版时间:XXXX年 出版社:XX出版社 推广方式:线上、线下宣传活动 发行量:超过XX万册
05
SPC教材的应用与实践
SPC教材在生产过程中的应用
实时监控生产过程:通过收集和分析数据,监控生产过程中的关键工序,确保产品质量稳定。
识别异常:利用SPC工具对数据进行统计分析,及时发现异常波动,采取相应措施。
优化工艺参数:根据数据分析结果,调整工艺参数,提高生产效率和产品质量。
提升生产效益:通过持续改进和优化生产过程,降低生产成本,提高企业竞争力。
SPC教材在质量管理中的应用
SPC教材介绍:提供全面的统计过程控制理论知识和实践技巧,为质量管理提供有力支持。 应用范围:适用于各种行业和领域,帮助企业实现质量改进和持续改进。 实践案例:分享实际应用SPC教材的成功案例,展示其在质量管理中的实际效果和价值。 未来发展:探讨SPC教材在质量管理中的未来发展趋势和方向,为企业持续发展提供指导。
SPC教材的编写流程和分工
工业过程先进控制及应用-控制理论与工程的发展
工业过程先进控制及应用-控制理论与工程的发展-----------------------作者:-----------------------日期:过程控制中的若干问题一、控制理论发展1.40-50年代经典控制理论传递函数为基础,在频率域对单输入单输出SISO控制系统分析与设计的理论20世纪40年代开始形成的控制理论被称为“20世纪上半叶三大伟绩之一”最辉煌的成果之一PID控制根轨迹Evans频率特性Nyquist Bode随动控制 定值控制定量分析困难定性分析相当有用2. 60年代现代控制理论状态空间方法为基础,以极小值原理和动态规划方法等最优控制理论为特证,而以采用卡尔曼滤波器的随机干扰下的线性二次型系统宣告了时域方法的完成。
研究多输入多输出系统在航天、航空、导制等领域取得了辉煌的成果对复杂工业过程却显得无能为力,主要原因:要有精确过程数学模型建精确过程数学模型难点:机理复杂非线性与分布参数时变性不确定性多变量之间耦合信息不完全性IFAC----系统辨识与参数估计 (1965年以来每三年一次)现代工业过程建模主要特征:•模型的层次性。
系统结构为递阶结构型,为此过程建模将围绕着结构逐层进行,各层模型之间通过信息通道相互联系。
•模型的多时标性。
模型的各层次时标快慢亦是不同的,每一层次兼有两种状态,相对于下层快时标系统它是离散事件变量,相对于上层慢时标系统,它可视为连续时间变量。
•信息的多样性。
信息是语言,文字,图形,符号,图象,数字等多媒体信息集成。
建模方法:机理建模;经验建模;智能建模(神经网络建模、知识模型、模糊模型、逻辑关系模型等)。
3.七十年代开始逐步发展形成了大系统理论大系统理论是现代控制理论和系统理论相结合,其核心思想是系统的分解与协调,多级递阶优化与控制。
大系统理论仍未突破现代控制理论的基本思想与框架,除了高维线性系统之外,它对其它复杂系统仍然束手无策。
对于含有大量不确定性和难于建模的复杂系统,基于知识的专家系统、模糊控制、人工神经网络控制、学习控制和基于信息论的智能控制等应运而生,它们在许多领域都得到了广泛的应用。
经典控制理论综述
经典控制理论综述07020108 裴璐1.经典控制理论的定义经典控制理论是自动控制理论中建立在频率响应法和根轨迹法基础上的一个分支。
经典控制理论的研究对象是单输入、单输出的自动控制系统,特别是线性定常系统。
经典控制理论的特点是以输入输出特性(主要是传递函数)为系统数学模型,采用频率响应法和根轨迹法这些图解分析方法,分析系统性能和设计控制装置。
经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频率域方法。
经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时间域和频率域中系统的运动特性、控制系统的设计原理和校正方法。
早期,这种控制理论常被称为自动调节原理,随着以状态空间法为基础和以最优控制理论为特征的现代控制理论的形成,开始广为使用现在的名称。
2.经典控制理论的组成经典控制理论由线性控制理论、采样控制理论、非线性控制理论三个部分组成。
1,线性控制理论是经典控制理论中以线性系统为研究对象的一个主要分支。
在线性控制理论中,由于叠加原理带来的数学处理上的简便性,已经建立起一整套比较成熟和便于工程应用的分析和设计线性控制系统的方法。
2,采样控制理论是经典控制理论中研究采样控制系统的组成原理、基本特性和分析设计方法的一个分支。
采样控制系统不同于连续控制系统,它的特点是系统中一处或几处的信号具有脉冲序列或数字序列的形式。
应用采样控制,有利于提高系统的控制精度和抗干扰能力,也有利于提高控制器的利用率和通用性。
3,自动控制理论中研究非线性系统的运动规律和分析方法的一个分支。
严格说,现实中的一切系统都是非线性系统,线性系统只是为了数学处理上的简化而导出的一种理想化的模型。
非线性系统的一个最重要的特性是不能采用叠加原理来进行分析,这就决定了在研究上的复杂性。
非线性系统理论远不如线性系统理论成熟和完整。
由于数学处理上的困难,所以至今还没有一种通用的方法可用来处理所有类型的非线性系统。
3.经典控制理论的典型成果应用分析我们比较熟悉的经典控制理论应用有双容水箱的液位控制系统,还有磁浮球的高度控制等。
经典控制理论
经典控制理论在20世纪30到40年代,奈奎斯特、伯德、维纳等人的著作为自动控制理论的初步形成奠定了基础;二次大战以后,又经过众多学者的努力,在总结了以往的实践和关于反馈理论、频率响应理论并加以发展的基础上,形成了较为完整的自动控制系统设计的频率法理论。
1948年又提出了根轨迹法。
至此,自动控制理论发展的第一阶段基本完成。
这种建立在频率法和根轨迹法基础上的理论,通常被称为经典控制理论。
经典控制理论以拉氏变换为数学工具,以单输入-单输出的线性定常系统为主要的研究对象。
将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中,得到系统的传递函数,并以此作为基础在频率域中对系统进行分析和设计,确定控制器的结构和参数。
通常是采用反馈控制,构成所谓闭环控制系统。
经典控制理论具有明显的局限性,突出的是难以有效地应用于时变系统、多变量系统,也难以揭示系统更为深刻的特性。
当把这种理论推广到更为复杂的系统时,经典控制理论就显得无能为力了,这是因为它的以下几个特点所决定。
1.经典控制理论只限于研究线性定常系统,即使对最简单的非线性系统也是无法处理的;2.经典控制理论只限于分析和设计单变量系统,采用系统的输入-输出描述方式,这就从本质上忽略了系统结构的内在特性,也不能处理输入和输出皆大于1的系统。
实际上,大多数工程对象都是多输入-多输出系统,尽管人们做了很多尝试,但是,用经典控制理论设计这类系统都没有得到满意的结果;3.经典控制理论采用试探法设计系统。
即根据经验选用合适的、简单的、工程上易于实现的控制器,然后对系统进行分析,直至找到满意的结果为止。
虽然这种设计方法具有实用等很多优点,但是,在推理上却是不能令人满意的,效果也不是最佳的,人们自然提出这样一个问题,即对一个特定的应用课题,能否找到最佳的设计。
综上所述,经典控制理论的最主要的特点是:线性定常对象,单输入单输出,完成镇定任务。
即便对这些极简单的对象、对象描述及控制任务,理论上也尚不完整,从而促使现代控制理论的发展:对经典理的精确化、数学化及理论化。
过程控制原理
过程控制原理过程控制原理是指在工业生产过程中,通过对生产过程中的各种参数进行监测和调节,以达到控制生产过程的目的。
过程控制原理是工业自动化领域的重要理论基础,它的应用范围涉及到化工、石油、电力、冶金、机械等各个行业。
在现代工业生产中,过程控制原理的应用已经成为提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本的重要手段。
过程控制原理的核心是控制系统。
控制系统是由传感器、执行器、控制器和反馈装置组成的,它通过对生产过程中的各种参数进行监测,再经过控制器的处理,通过执行器对生产过程进行调节,最终实现对生产过程的控制。
在控制系统中,传感器起着采集信息的作用,控制器是控制系统的大脑,执行器是控制系统的执行部分,反馈装置则是将执行结果反馈给控制器,使得控制系统能够不断地对生产过程进行调整。
在过程控制原理中,控制系统的稳定性是非常重要的。
控制系统的稳定性是指在外部扰动作用下,控制系统能够保持稳定的工作状态。
为了保证控制系统的稳定性,需要对控制系统进行稳定性分析,找出控制系统中可能存在的不稳定因素,并采取相应的措施进行调整和优化,以确保控制系统的稳定性。
此外,过程控制原理还涉及到控制策略的选择。
控制策略是指根据生产过程的特点和要求,选择合适的控制方法和控制参数,以达到最佳的控制效果。
常见的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制以及它们的组合控制。
在实际应用中,需要根据实际情况选择合适的控制策略,并对控制策略进行调整和优化,以满足生产过程的要求。
总的来说,过程控制原理是工业生产中的重要理论基础,它通过控制系统对生产过程进行监测和调节,以实现对生产过程的控制。
在实际应用中,需要重视控制系统的稳定性分析和控制策略的选择,以确保控制系统能够稳定地工作,并且达到最佳的控制效果。
通过对过程控制原理的深入理解和应用,可以提高生产效率,保证产品质量,降低生产成本,从而推动工业生产的发展和进步。
过程控制基础知识
绪论生产过程自动化,一般是指石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力发电等工业生产中连续或按一定程序周期进行生产过程自动控制。
凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程某一或某些物理参数进行自动控制通称为过程控制。
过程控制是自动控制学科一个重要分支。
一、过程控制定义和任务1.过程控制基本概念(1)自动控制。
在没有人直接参及下,利用控制装置操纵生产机器、设备或生产过程,使表征其工作状态物理参数(状态变量)尽可能接近人们期望值(即设定值)过程,称为自动控制。
(2)过程控制。
对生产过程所进行自动控制,称为过程控制。
或者说凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程某一或某些物理参数进行自动控制通称为过程控制。
(3)过程控制系统。
为了实现过程控制,以控制理论和生产要求为依据,采用模拟仪表、数字仪表或微型计算机等构成控制总体,称为过程控制系统。
2.过程控制研究对象及任务过程控制是自动化一门分支学科,是对过程控制系统进行分析及综合。
综合是指方案设计。
3.过程控制目生产过程中,对各个工艺过程物理量或称工艺变量有着一定控制要求。
有些工艺变量直接表征生产过程,对产品产量及质量起着决定性作用。
例如,精馏塔塔顶或塔釜温度,一般在操作压力不变情况下必须保持一定,才能得到合格产品:加热炉出口温度波动不能超出允许范围,否则将影响后一工段效果:化学反应器反应温度必须保持平稳,才能使效率达到指标。
有些工艺变量虽不直接影响产品质量和产量,然而保持其平稳却是使生产获得良好控制前提。
例如,用蒸汽加热反应器或再沸器,如果在蒸汽总压波动剧烈情况下,要把反应温度或塔釜温度控制好将极为困难:中间储槽液位高度及气柜压力,必须维持在允许范围之内,才能使物料平衡,保持连续均衡生产。
有些工艺变量是决定安全生产因素。
例如,锅炉汽包水位、受压容器压力等,不允许超出规定限度,否则将威胁生产安全。
还有一些工艺变量直接鉴定产品质量。
例如,某些混合气体组成、溶液酸碱度等。
SPC经典解读
SPC经典解读统计过程控制(SPC)第二版是在美国质量协会(ASQ)及汽车工业行动集团(AIAG)支持下,由戴勒斯勒,福特和通用汽车公司供应商质量要求特别工作组认可的统计过程控制(SPC)工作组所开发的.任何供应商可以利用本手册来建立与戴勒斯勒,福特和通用汽车公司中任一个供应商评定系统要求相关的信息本手册并不意图去限制适用某特定过程或商品的SPC方法的发展.第二SPC第一版前言SPC第一版是在美国质量控制协会(ASQC)汽车部供方质量要求编写组和汽车工业行动集团(AIAG)的共同支持下,由戴勒斯勒,福特和通用汽车公司的质量和供应商评定人员编制.本手册可看成是对统计过程控制的介绍,它并不限制适用于某特定过程或商品的SPC方法的发展.也不诣在综合所有的SPC技术.第三SPC第二版六点说明通过收集来的数据,运用统计方法来解释过程,并不是最终目标.最终目标应该是在观测过程中,不断加深理解,并将增长的知识作为行动的基础.测量系统对适当的数据分析来说是很关键的,在对过程运用统计方法来解释之前,应对所收集的数据进行变差分析.否则就可能作出不恰当的决定.本手册统计方法的介绍是建立在测量系统处于受控状态,这一假设前提的基础上的.研究变差和应用统计知识来改进性能的基本概念适用于任何领域.SPC代表过程控制,但以前统计方法常用于零件而不是过程.应用统计技术来控制输出(零件等)仅仅是第一步.只有这些方法用在产生输出的过程,并成为努力的重点,才能在改进质量/提高生产率/降低成本上充分发挥作用.要真正理解SPC统计技术需要与过程控制的实际相联系,实际工作经验是无法取代.本手册可看成是应用统计方法的第一步,它提供了被普遍接受的方法,并在许多场合得以运用.然而还是存一些不例外的情况,在这些情况下,盲目的使用这些方法是不恰当的.本手册不替代从业者对提高统计方法的知识和理论的需要,当发现有更先进的统计方法运用比本手册所述内容更选进时,建议向具有一定的统计理论知识与实践经验的人请教有关它的适宜性.任何情况下,所用的程序都必须满足顾客的要求.第四过程控制需要控测(容忍浪费)和预防(避免浪费)通过质量控制来检验最终产品,并剔除不符合产品,这是使用控测的方法,它允许将时间和材料投入到生产不一定有用的产品或服务中去,是浪费的.通过一开始就不产生无用的输出,从而避免浪费的更用效的策略是------ 预防过程控制系统,如下图过程控制系统是一个反馈系统.SPC是运用统计技术的反馈系统,但也存在不使用统计技术的反馈系统.过程是通过产生输出的供应商,生产者,设备,输入材料,方法和环境,及使用输出的顾客的集合共同作用.过程的性能取决于供应商与顾客间的沟通,过程设计和实施的方式,及运作和管理的方式等.过程控制系统的其它部分只有在维持整个系统的良好水准,或提高整个过程的性能时才有用.过程实际性能,是通过研究过程输出而获得相关信息的.但有关性能最有用的信息,还是通过对过程本身,及其内在的变化的认识得到的.过程特性(如:温度,时间,速率,产能,延迟等,而不是产品特性),因该成为我们努力的焦点,据此确定这些特性的目标值(达到高效益状态时),而后进行监测控制.在异常时,及时对应处置,若不及时适当处理,否则收集的信息就白费了.过程采取措施,主要有改变操作,如作业员培训,变换输入材料改变过程本身基本要素,如设备,人员沟通方试,过程作为一个整体设计.输出采取措施,主要是往往仅限对输出控制,并纠正不符合产品,而没有处理过程中的根本性问题.当持续不能满足要求,可能性就有必要对所有产品进行挑选,返工或报废,这种情况持续到对过程采取有效措施验证OK为止.对输出采取措施,只可作为不稳定或没有能力的过程的临时措施.综述,措施对应要把重点放在过程,而非输出,管理对就要把重点落在预防而非控测.第五过程变异的普通原因与特殊原因过程分布每件产品尺寸与别的产品不同,但它们形成一个模型.若稳定,则可以绘制成一个分布.分布描述有三种情况:位置,宽度,形状.过程仅存在变差的普通原因,随着时间推移,过稳的输出形成一个稳定的分布并预测;若存在变差的特殊原因,随差时间推移,过程输出不稳定.变差的普通原因与物殊原因过程变差,任何过程包含引起变差的很多原因.有的原因引起短期的零件间的差异;有的原因需要经过较长时间后才对输出造成变化.故量测量的周期和测量时的条件很关键,因为会影响到观测到的总变差的数量.管理过程并减少变差,应该是以最小的变差保持目标位置.追踪造成变差的来源,首先应把变差源区分成普通与特殊的原因.普通原因,指那些始终作用于过程的多种变差业源.随着时间的推移,一个过程中的普通原因会产生一个稳定的且可重复的分布.我们称为:处于统计上受控制的状态.或统计受控.物殊原因,指引起变差会影响过程输出,这些因素通常是间歇的,不可预测的.其在控制图表现的信号是:一个或多个点超出控制限,或在控制限内的点出现非随机模式.除非所有的特性原因被识别出来且采取了措施,否则将继续以不可预测的方式来影响过程物殊原因造成过程分布的改变有些有害,有些有利.对于一些成熟的过程,存在一个稳定发生的特殊原因,是许可的,但就有控制计划保证符合要求.系统措施和局部措施局部措施,通常用来消除变差的特殊原因,与过程直接相关的人员来实施,大约可纠正15%的过程问题系统措施,通常用来消除变差的普通原因,几乎要采取管理上的纠正措施.大约可纠正85%的过程问题,如当需要管理者对系统采取措施(选择更好的材料商),而却采取局部措施(调机),这是不对的.过程控制与过程能力过程控制系统的目的,就是对过程当前和将来的状态作出预测,对便对影响过程的措施作出经济合理的决定. 这些决定需要平衡时未要取措施,不需要平衡时却采取了措施.这两种风险过程控制下运行指的是仅存在造成变差的普通原因.这样过程控制系统的作用是:当出现变差的特殊原因时,发出统计信号和不存在特殊原因时避免提供错误信息.若特殊原因有用则永久保持,否则给予消除.过程控制系统可以作为一个一次性的评估工具,但是过程控制系统的真正的好处只有在把它作为一个持续学习的工具而不是符合性判定的工具(好/坏,稳定/不稳定,有能力/没有能力)使用才能实现.控制与能力过程能力需考虑一定程度上的相对概念:过程能力与过程性能.过程能力由造成变差的普通原因确定,通常代表过程本身最佳性能.当过程在统计受控状态下运行,过程能力可以得到证实,与规范无关.内外部顾客更关心过程性能,也就是过程总的输出以及与他们的要求(定义为规范)的关系,而不是过程变差.一般来讲,处于统计受控的过程服从可预测的正态分布,其位置,宽度和形状不变化.此时对过程采取的措施就是将位置定位在目标值上.若分布宽度是不可接受的,通常采用系统措施减少普通原因引起的变差来改进过程.过程控制,首先应通过探测并消除变差的特殊原因,使过程处于统计受控状态,这样即可预测,也可评定其满足顾客期望的能力.这是持续改进的基础统计受控4类型:1能力可接受,且过程受控;2能力不可接受,但过程受控;3能力可接受,但过程不受控;4 能力不可接受,且过程不受控.但有些顾客对第3类情况允许,主要原因是对产品规范内的变差不敏感.对特殊原因采取的措施所发生的成本比任何顾客得到的利益大.从经济上考虑,可允许存在特殊原因包括刀具磨损,周期性变化等.当特殊原因被识别,应记录过往与现在的一致性及可预见性用于预测工具所使用的各类过程指数和比率作用,要求所用于统计分析的数据是处于统计受控状态的过程收集.(在汽车工业中可接受的做法是在一个过程被证明处于统计受控状态后才计算过程能力.在不稳定过程收集的数据进行预测是毫无价值的.其间特殊原因对过程影会使预测失效)过程指数估计分2种,一则利用子组内变差估计,二则利用总变差估计.使用不同指数是因为没有一种指数可以广泛应用所有过程,也没有一个过程可由一个指数来完全描述.过程改进循环的各个阶段示意图,如下6. 过程改进循环与过程控制分析过程过程改进前,必须对过程有基本子解,需从以下问题入手在过程的每个步骤,期望得到什么?交付结果的可操作的定义是什么?过程中有什么问题会发生?对过程变差我们了解什么,哪些变差是最敏感的?过程是否在生产废品或需要的返工品?过程是否在统计受控状态下进行?过程是否有能力?过程是否可靠?维护过程过程是动态变化的,必须监控过程的性能,当所使用的统计工具表明过程已改变,应立即采取有效的措施.通常很容易停止在本过程.因为任何一个组织公司的资源是有限的.这是众多组织的一个明显的竞争劣势.要达到世界级水准,就要用稳定有计划的努力来进入下一个阶段(改进过程)改进过程当顾客对工程规范内的变差表示敏感时,持续改进的价值只有在变差缩小后才能实现.如:实验设计(DOE),当新的过程参数确定后,现回转到过程分析,并循环运行.过程控制和改进工具过程控制常犯的两种错误:错误1,将事实上的系统(普通原因)的变差,描述成特殊原因的变差或错误.造成过程调整(干预)错误2, 将事实上的特殊原因的变差,描述成普通原因的变差或错误.常不去试差找特殊原因管理变差的(探测特殊原因)的有效方法------ 直方图,但不幸的是正态分布并不能保证没有特殊原因在起作用,也就是说,某些特殊原因可能在不改变正态分的情况下改变过程,同样一个非正态分布也可能没有特殊原因,但它的分布是非对称的.使用一个可用正态形式描述的过程分布,目的是确定特殊原因何时会影响它,换句话说:从上次观察开始,或在抽样的期间内,过程是否发生改变.休哈特的数据展示的两个规则:数据应该总是以这种方法保存,使证据保存在这些数据中,而所有的预测都可能由这些数据作出.任何时候使用平均值,极差或直方图汇总数据时,如果该数据基于时间做展示的话,汇总应该不能误导用户有采取任何使用者不愿意的措施控制限计算:中心线(CL)=分析的统计量的均值上控制限(UCL)=中心线(CL)+ 3×均值的标准差下控制限(LCL)=中心线(CL)- 3×均值的标准差若有证据表明存在变差的特殊原因,应对过程进行研究,并确定它影的是什么.若普通原因造成变差过大,则过程不能生产一致的符合顾客要求的产品,必须调查过程本身,一般采取管理措施来改进系统.改进循环的目的是理解过程及变差,以提高它的性能.过程受控改进,其工作重点就经常放在减少过程中的普通原因变差上.若减少这种变差,就会缩小控制图上的控制限.许多不熟悉控图的人觉得是对过程的一种惩罚,因为其没有意识到过程错误的产生不受控的点的机会是相同的,与控制限无关.8. 控制图有效使用的益处控制图有效使用的益处,直接与下列事项有关:管理哲学:组织是如何管理的会直接影响SPC的有效性.如:使组织关注减少变差;工程哲学:工程如何使用数据开展设计,将会对最终产品的变差等级和类型有影响;如:使工程人员关注变差减少.制造:如何开发/操作和转换系统,可以影响最终产品的变差等级和类型.在过程稳定前,勿将控制图发放到操作人员.应该在过程稳定后才将过程的职责转移给生产继续阅读。
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单回路控制系统方框图
4
3.1.1 单回路控制系统组成结构
F(S) R(S) + E(S) X(S) Gc(s) U(S) Gv(s) Gm(s) Q(S) Gf(s) Go(s) + + Y(S)
各环节的增益有正、负之别: 控制器:正作用时(系统测量值增加时输出也增加)增益为“负” 反作用时(系统测量值增加时输出减小)增益为“正” 控制阀:气开阀增益为“正”,气闭阀增益为“负” 变送器:一般为“正” 控制对象:根据操纵变量Q(S)的变化引起被控变量Y(S)的变化来确定 Q(S) Y(S) 增益为“正”,反之为“负”
T u k K C e k TI
TD e j e k e k 1 T j 0
k
21
3.1.3 PID参数的整定
数字PID控制算式(增量型):
TD T u k K C e k e k 1 e k e k 2e k 1 e k 2 T T I KC e k e k 1 KI e k KD e k 2e k 1 e k 2
de t 1 u t K C e t e t dt TD T dt I
de t e k e k 1 dt T
e t dt Te j
j 0
k
数字PID控制算式(位置型):
考虑1:控制通道的放大系数要大一些,扰动通道放大系数尽量小。
F (s)
W f (s)
W0 ( s)
Y ( s)
K0 T0 s 1
Kf Tf s 1
X (s)
W ( s)
W0 ( s )
W f ( s)
W ( s) Kc
被控量Y(s)对F(s)的闭环控制传递为:
(T0 s 1) K f Y ( s) F (s) (T0 s 1)(Tf s 1) K0 Kc (T f s 1)
鼓风机
干燥后产品的水分含量不能波动太大!
牛奶类乳化物干燥过程中的 喷雾式干燥工艺流程图
7
• • • •
被控变量和操作变量选择谁? 控制阀如何选择? 如何进行控制? 测量变送装置如何选择?
3.1.2 控制方案设计
基本原则: 安全性、稳定性、经济性
前提:充分了解具体的生产工艺过程和控制要求 • • • • 正确选择被控变量和操作变量 正确选择控制阀的开闭型式及其流量特性 正确选择控制器的类型及其正反作用 正确选择测量变送装置
奶粉水 份含量
(旁路空气-蒸汽热交换)
(旁路空气-热空气热交换)
18Leabharlann 3.1.2 控制方案设计——工程设计实例
2.过程检测、控制设备的选用
(1)测温元件及变送器 被控温度在600℃以下,选用Pt100热电阻温度计。为提高检测精度 ,应用三线制接法。 (2)调节阀 • 根据生产工艺安全原则及被控介质特点,选气关形式。 • 根据过程特性与控制要求选用等百分比流量特性的调节阀。 (3)调节器 • 根据生产工艺要求,选用带热电阻三线制输入的数字式调节器。 • 根据过程特性与工艺要求,可选用PI或PID控制规律。 • 基于负反馈原则,由于选用调节阀为气关式,故Kv为负;当给被控 过程输入的空气量增加时,干燥器的温度降低,故K0为负;测量变 送器的Km通常为正。为使整个系统中各环节静态放大系数的乘积为 正,则调节器的Kc应为正,故选用反作用调节器。
1.被控量与控制量选择
• 1)被控量选择 根据生产工艺, 水分含量与干燥温度密切相关。考虑 到水分测量困难,故选用干燥温度为 被控参数,它与水分一一对应,将温 度控制在一定数值上。 • 2)控制量选择 综合考虑控制系统 稳态和动态品质,选择旁路空气量为 控制量
鼓风机
Qheat 恒定
旁路空气流量
换热器
现代过程控制基础
3 经典过程控制技术
信息学院
二○一七年十月
1
本章内容:
单回路控制系统 单回路控制系统的组成与设计 PID参数的整定 串级控制系统 前馈控制系统 大时滞过程控制系统
2
3.1 单回路控制系统
在所有反馈控制系统中,单回路反馈控制系 统是最基本、结构最简单的一种。 在生产过程控制中应用得最为广泛的、并能 解决大量控制问题的系统(70%)。 研究单回路系统的分析和设计方法,是研究 复杂控制系统的基础。
2# f3
LT
设三个水箱均为一阶惯性环 节,它对扰动f起着滤波作 用,所以扰动引入系统的位 置离被控量越近,则对其影 响越大;相反,扰动离被控 量越远(如f1要通过三个串 联的一阶惯性环节)时,则 对其影响越小。
3#
15
3.1.2 控制方案设计——控制变量的选择
16
3.1.2 控制方案设计——工程设计实例
11
Kf
3.1.2 控制方案设计——控制变量的选择
考虑2:注意控制通道动态特性对控制系统的影响。 1.控制通道时间常数的影响: 控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱,反映了调节器 的校正作用克服扰动对被控量影响的快慢:
• 时间常数越大,控制器对被控量的作用越弱,控制越不及时;
• 时间常数过小,调节过于灵敏,调节阀频繁开大关小,容易引 起振荡。
19
3.1.3 PID参数的整定
评价控制性能指标要根据生产过程对控制的要求来制定,可概括为稳定性 、准确性和快速性,这三方面的要求在时域上体现为若干性能指标。 下图是闭环控制系统在设定值扰动下的被控量阶跃响应,该曲线的形态可 以用一系列指标描述,它们是衰减率、超调量、残余偏差、调节时间、振荡频 率等。
3
3.1.1 单回路控制系统组成结构
干扰 给定 + 偏差 控制器 测 量 控制阀 控制对象 被控量
变送器
R(S):给定值 F(S) R(S) + E(S) X(S) Gc(s) U(S) Gv(s) Gm(s) Q(S)
X(S):测量值
Gf(s) Go(s) + + Y(S) E(S):偏差 U(S):控制信号 Q(S):操纵变量 Y(S):被控变量 F(S):扰动信号
参数
原始数据 减小T1 减小T2 减小T3 加大T1 减小T2T3
T1
10 5 10 10 20 10
T2
5 5 2.5 2.5 5 2.5
T3
2 2 2 1 2 1
Kmax
12.6 9.8 13.5 19.8 19.2 19.3
ωo
0.41 0.49 0.54 0.57 0.37 0.74
Kmaxωo
根据终值定理,在阶跃干扰引起的系统余差为
e() lim s
s 0
控制通道的放大系数K0要 大些,但K0过大易使系统 不稳定。 干扰通道放大系数Kf 越小 越好。
(T0 s 1) K f
s[(T0 s 1)(Tf s 1) K0 Kc (T f s 1)] 1 K0 Kc
9
3.1.2 控制方案设计——控制变量的选择
二、控制变量(或称操纵变量)的选择
(1)具有可控性、可操作性和经济性。一般选择物料流或能量流。 (2)综合考虑控制通道和干扰通道对控制质量的影响。
F (s)
W f (s)
X (s)
W ( s)
W0 ( s )
Y ( s)
10
3.1.2 控制方案设计——控制变量的选择
所以在系统设计时,要求控制通道时间常数适当小一点,使其校
正及时,又能获得较好的控制影响。
12
3.1.2 控制方案设计——控制变量的选择
考虑2:注意控制通道动态特性对控制系统的影响。
2. 多容广义对象时间常数匹配的影响:广义被控过程中的几个时间常 数尽可能错开,可提高系统的工作频率,减小过渡时间和最大偏差。 Kc K0 K m Kv Wc s W0 s Wm s Wv s T1s 1T2 s 1T3s 1
,则有
过渡过程的幅值减小Tf 倍,从而使其 超调量减小。扰动通道的时间常数越 大,则扰动对被控量的影响也越小, 控制质量也越好。
14
3.1.2 控制方案设计——控制变量的选择
考虑3:注意扰动通道动态特性对控制系统的影响。
2. 扰动作用点位置的影响:扰动引入系统的位置尽可能远离被控量。
f1
1#
LC
f2
衰减率
y (t )
B1 B2
5%
B1 B2 B 1 2 B1 B1
y t p y y
x (t ) y ( )
超调量
y (t p )
100%
0
tp
ts
20
t
3.1.3 PID参数的整定
PID控制一直是应用最为广泛的控制规律。虽然近30年来随着计算机应用的 普及,一批复杂的只有计算机才能完成的控制算法在过程控制系统中得以推广 应用,但PID仍然是应用最广泛的控制算法。 模拟PID控制算式:
5.2 4.8 7.3 11.2 7.1 14.2
13
3.1.2 控制方案设计——控制变量的选择
考虑3:注意扰动通道动态特性对控制系统的影响。
1. 扰动通道时间常数的影响:时间常数尽可能大一些。
F (s)
被控量对扰动的闭环传递函数为
Wf s Y s F s 1 Wc s W 0 s
1 KC 式中 K C ——比例增益, ; T ; K I KC K I ——积分增益, TI
鼓风机
干燥后产品的水分含量不能波动太大!
牛奶类乳化物干燥过程中的 喷雾式干燥工艺流程图