第一章 反馈控制系统实例
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TERM1P1
在机舱中所要控制的运行参数很多，
各控制系统的控制任务和结构形式 可能不同,但它们的组成单元及工作
过程基本相同。
一、柴油机 气缸冷却水温度的控制过程
把柴油机气缸冷却水温度控制在最佳 值上是保证柴油机安全、可靠和高效率运
行的重要因素之一。
1. 手动控制过程
眼
主 机
淡水泵 三通阀
脑
手
海水入口
海水出口
冷却器
理和特性，以及反馈控制过渡过程
的特点，掌握正确的使用和管理反 馈控制系统所应注意的问题。
第一章
反馈控制系统的基本概念
第一节 反馈控制系统的组成 第二节 反馈控制系统的动态过程
反馈控制系统的基本概念
反馈控制系统是将各种运行 参数如温度、压力、液位、粘度、 流量等控制在最佳值上。
反馈控制系统的基本概念
改变调节阀的开度也就是通过改变流入控制对象
的物质或能量流量来控制被控量的变化。
例如：在气缸冷却水温度控制系统中，淡水冷却
器是控制对象，冷却水温度是被控量。
2). 测量单元
测量单元用来测量被控量的实际值。
把被控量的实际值称为测量值，用Z表 示。测量单元把被控量的测量值检测 下来，并转变成统一的标准信号。
※ 减压阀、定值器 ※ 稳压电源
二、反馈控制系统的传递方框图
为了清楚地表明各单元在控制系统中的地位
和作用，以及各单元之间的信号传递关系，可
以不考虑各单元的具体结构形式和特点，而把 每个单元都抽象成一个方框，各方框之间用带 箭头的信号线连接起来，就构成了反馈控制系 统的传递方框图。
反馈控制系统的传递方框图
的信号线表示输出量。
1. 环 节
信号传递的单向性：输入量 的变化与环节的特性决定输出量 的变化 ，而输出量的变化不影响
第一章控制系统的基本概念
图1.5 闭环控制系统的组成
1．给定元件 主要用于产生给定信号或输入信号。例如，图1.2中电位计 里的可变电阻。 2．反馈元件 它测量被控制量或输出量，产生主反馈信号。一般，为了便 于传输，主反馈信号多为电信号。因此，反馈元件通常是一些用 电量来测量非电量的元件。 必须指出，在机械、液压、气动、机电、电机等系统中存在 着内在反馈。这是一种没有专设反馈元件的信息反馈，是系统内 部各参数相互作用而产生的反馈信息流，如作用力与反作用力之 间形成的直接反馈。内在反馈回路由系统动力学特性确定，它所 构成的闭环系统是一个动力学系统。 3．比较元件 用来接收输入信号和反馈信号并进行比较，产生反映两者差 值的偏差信号。例如，图1.2中的电位计。
准确地复现控制信号
的变化规律（此即伺
服的含义）。控制指
令可以由操作者根据
需要随时发出，也可
以由目标物或相应的 测量装置发出。
图1.7 液压仿形车床工作原理图
图1.7所示为液压仿形车床工作原理图。当阀心8处于图示中 间位置时，没有压力油进入液压缸前后两腔，液压缸不动。当阀 心偏离中位，例如向前伸出时，节流口2、4保持关闭，节流口1、 3打开，压力油经节流口3进入液压缸前腔，而其后腔的油液经 节流口1流回油箱，缸体带动刀具向前运动；同样，当阀心偏离 中位向后收缩时，节流口1、3关闭，2、4打开，压力油经节流 口2进入液压缸后腔，而缸前腔的油液则经节流口4流回油箱， 缸体带动刀具向后运动。图中，液压缸缸体和控制阀阀体连成一 体，形成液压缸运动的负反馈，使液压缸缸体与阀心的运动距离 和方向始终保持一致，所以液压缸缸体（刀具）完全跟随阀心 （触销8）运动。因此，这是一个随动（伺服）系统。
若参数配置不当，很容易引起振荡， 由11台小型电动机驱动
1．给定元件 主要用于产生给定信号或输入信号。例如，图1.2中电位计 里的可变电阻。 2．反馈元件 它测量被控制量或输出量，产生主反馈信号。一般，为了便 于传输，主反馈信号多为电信号。因此，反馈元件通常是一些用 电量来测量非电量的元件。 必须指出，在机械、液压、气动、机电、电机等系统中存在 着内在反馈。这是一种没有专设反馈元件的信息反馈，是系统内 部各参数相互作用而产生的反馈信息流，如作用力与反作用力之 间形成的直接反馈。内在反馈回路由系统动力学特性确定，它所 构成的闭环系统是一个动力学系统。 3．比较元件 用来接收输入信号和反馈信号并进行比较，产生反映两者差 值的偏差信号。例如，图1.2中的电位计。
准确地复现控制信号
的变化规律（此即伺
服的含义）。控制指
令可以由操作者根据
需要随时发出，也可
以由目标物或相应的 测量装置发出。
图1.7 液压仿形车床工作原理图
图1.7所示为液压仿形车床工作原理图。当阀心8处于图示中 间位置时，没有压力油进入液压缸前后两腔，液压缸不动。当阀 心偏离中位，例如向前伸出时，节流口2、4保持关闭，节流口1、 3打开，压力油经节流口3进入液压缸前腔，而其后腔的油液经 节流口1流回油箱，缸体带动刀具向前运动；同样，当阀心偏离 中位向后收缩时，节流口1、3关闭，2、4打开，压力油经节流 口2进入液压缸后腔，而缸前腔的油液则经节流口4流回油箱， 缸体带动刀具向后运动。图中，液压缸缸体和控制阀阀体连成一 体，形成液压缸运动的负反馈，使液压缸缸体与阀心的运动距离 和方向始终保持一致，所以液压缸缸体（刀具）完全跟随阀心 （触销8）运动。因此，这是一个随动（伺服）系统。
若参数配置不当，很容易引起振荡， 由11台小型电动机驱动
《控制理论CAI教程》答案
Δ
k
Pk Δk
而信号流程图的特征式Δ Δ=1-（所有不同回路的增益之和）
+（每两个互不接触回路增益乘积之和）
-（每三个互不接触回路增益乘积之和）
第二章 控制系统的数学模型
2.7
1.初始条件为0时，H
(s)
=
s2
1 + 3s
+1
=
C(s) R(s)
现s2c(s) − sc(0) − c' (0) + 3sc(s) − 3c(0) + c(s) = R(s)
5−3 5 2
2.ess = 6
第二章 控制系统的数学模型
习题练习
Z1
Uc1
C1
+
Ui
R1
_
L
+ i
R2 Uo Z2
Uc2
C2 _
(1) 列出系统的微分方程； (2) 确定其传递函数 (系统初值为零)
解：由基尔霍夫电压、电流 定律的系统微分方程：
ui
=
uc1
+
L
di dt
+
R2i
+ uc2
i
=
C1
第二章 控制系统的数学模型
2－2 （a） C
R
-
R
+ ui
R uo
ui + ui − uo = 0 R R+ 1
Cs
传递函数G = uo 而非 ui
ui
uo
第二章 控制系统的数学模型
2－2 （b）
2R u3 2R
R ui R
C -
+
uo
ui + u3 = 0 R 2R
k
Pk Δk
而信号流程图的特征式Δ Δ=1-（所有不同回路的增益之和）
+（每两个互不接触回路增益乘积之和）
-（每三个互不接触回路增益乘积之和）
第二章 控制系统的数学模型
2.7
1.初始条件为0时，H
(s)
=
s2
1 + 3s
+1
=
C(s) R(s)
现s2c(s) − sc(0) − c' (0) + 3sc(s) − 3c(0) + c(s) = R(s)
5−3 5 2
2.ess = 6
第二章 控制系统的数学模型
习题练习
Z1
Uc1
C1
+
Ui
R1
_
L
+ i
R2 Uo Z2
Uc2
C2 _
(1) 列出系统的微分方程； (2) 确定其传递函数 (系统初值为零)
解：由基尔霍夫电压、电流 定律的系统微分方程：
ui
=
uc1
+
L
di dt
+
R2i
+ uc2
i
=
C1
第二章 控制系统的数学模型
2－2 （a） C
R
-
R
+ ui
R uo
ui + ui − uo = 0 R R+ 1
Cs
传递函数G = uo 而非 ui
ui
uo
第二章 控制系统的数学模型
2－2 （b）
2R u3 2R
R ui R
C -
+
uo
ui + u3 = 0 R 2R
轮机自动化控制讲座-第一章反馈控制系统实例
返回最近
F反 l
3
l 2
l 1
p2
p 1
气源 Fig.1-4-7
单
杠
杆
差
V
压
变
送
p出
器 工
作
原
理
图
返回最近
Fig.1-4-8
双 杠 杆 差 压 变 送 器 受 力 分 析 图
q'反 l4 l3
p出
p2
q反
量程 支点
l2
l1 p1
返回最近
2.迁移原理 Fig.1-4-9
第一章 反馈控制系统实例
第一节 柴油机汽缸冷却水温度自动控制系统 第二节 VAF型燃油粘度控制系统 第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制 第五节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制
返回目录
第一节 柴油机冷却水温度控制系统
感温元件
主
调
机
节
器
感温元件
主
调
机
节
器
理 图 13-膜盒
ST
4-顶针架 3-顶针 2-迁移螺钉 1-放大器
气源
输 20-琐紧螺钉
出
19-反馈波纹管
18-量程调节指点
17-底版
16-密封簧片
15-紧固螺母 14-正压室 返回最近
气源
p出 p2
Fig.1-4-5
双
杠
杆
差
压
变
送
器
工
作
原
p
理
1
图
返回最近
Fig.1-4-6
测 量 部 分 结 构 原 理 图
三、VCU-160粘度控制器
《反馈控制原理》课件
系统复杂性与可维护性
总结词
随着反馈控制系统变得越来越复杂，系统的可维护性和可靠性成为亟待解决的问题。
详细描述
随着系统规模的扩大和组件的增多，反馈控制系统的复杂性也随之增加，这给系统的维护和故障排查 带来了挑战。为了提高系统的可靠性和稳定性，需要加强系统的可维护性和故障预防措施，同时优化 系统架构和组件之间的交互方式。
STEP 02
STEP 01
稳定性的分类
稳定性的定义
如果一个系统受到扰动后 能够回到原来的平衡状态 ，则称该系统是稳定的。
STEP 03
稳定性判据
常用的稳定性判据有劳斯 判据、赫尔维茨判据和奈 奎斯特判据等。
根据系统响应的不同，稳 定性可以分为线性稳定性 和非线性稳定性。
动态响应分析
动态响应的定义
系统在输入信号的作用下，从初始状态变化到最终状 态的过程称为动态响应。
动态响应的分类
根据系统响应的快慢，动态响应可以分为瞬态响应和 稳态响应。
动态响应的性能指标
常用的性能指标有超调量、调节时间和稳态误差等。
误差分析
01
02
03
误差的定义
实际输出与期望输出之间 的差值称为误差。
误差的分类
根据误差的性质，误差可 以分为随机误差和系统误 差。
反馈控制概念
反馈控制原理的核心在于通过不断获取系统的状态信息，与期望状态进行比较，并采取 相应的调整措施，以实现系统的稳定和性能优化。
反馈控制的重要性
提高系统稳定性
通过反馈控制，系统能够 及时发现并纠正偏差，提 高系统的稳定性和可靠性 。
优化系统性能
通过反馈控制，系统能够 不断调整自身状态，以适 应外部环境变化，提高系 统性能和效率。
第一章 反馈控制原理
第一章 反馈控制原理
+ + E + _
+
电位器
电 压 _ 放大器
功 率 放大器
n
Mc
_
电动机
+
负载
_
测速发电机
设上述系统原已在某个给定电压 ug 相对于的转速 n 状态下运 行，若一旦受到某些干扰（如负载转矩突然增大）而引起转速 下降时，系统就会自动地产生调整过程
第一章 反馈控制原理
闭环控制的优点——抑制扰动能力强，与开环控制 相比，对参数变化不敏感，并能获得满意的动态特性和 控制精度。 闭环控制的缺点——但是引入反馈增加了系统的复 杂性，如果闭环系统参数的选取不适当，系统可能会产 生振荡，甚至系统失稳而无法正常工作，这是自动控制 理论和系统设计必须解决的重要问题。
奠定基础20世纪经典控制论3040年代奈奎斯特提出系统稳定性的频率判据奈氏图奈氏判据从时域分析转到频域分析1940年伯德在频率法中引入对数坐标系伯德图1942年哈里斯引入传递函数概念1948年伊万恩提出根轨迹分析方法1949年英国人维纳在火炮控制中发现了反馈的概念出版了控制关于在动物和机器中控制和通讯的科学发现了控制论是信息反馈与控制三个基本要素奠定了控制论的基础50年代中期添加了非线性系统理论和离散控制理论形成了完整的理论体系
自动控制理论主要研究闭环控制系统
第一章 反馈控制原理
三、自动控制系统的基本组成
1、组成
r (t )
扰动 给定 元件
＋
比较 环节 偏差 信号e
参考输入
－
串联 校正元件
＋ －
放大 元件
执行 元件
被控 对象
c(t )
输出量
主 反 馈 信 号
单回路反馈控制系统
第一篇过程控制系统第一章单回路反馈控制系统简称：单回路控制系统、简单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。
1.1 单回路系统的结构组成一、系统的组成举例：如图所示的水槽，流入量F1、流出量F2，为了控制水槽的液位L不变，选择相应的变送器、控制器、控制阀，并按左图组成单回反馈控制系统。
图1-2 水槽液位控制系统注：LC表示液位控制器，sp代表控制器的给定值。
假定控制阀为气闭，控制器为反作用。
偏差：测量信号与给定值之差。
当测量值大于给定值时，偏差为正，反之为负。
第一种情况（初始状态：平衡状态F1=F2）入口阀突然开大→ F1>F2 → L↑ → 正偏差→ 输出减小→ 控制阀↑ → F2 ↑→ L↓→F1=F2→ 系统达到新的平衡 入口阀突然开小→ F1<F2→L ↓ → 负偏差→ 输出增大→ 控制阀↓ → F2 ↓→ L ↑ → F1=F2 → 系统达到新的平衡第二种情况初始状态：平衡状态F1=F2） 出口阀突然开大→F２>F1→L ↓→ 负偏差→输出增大→控制阀↓→F2↓→ L↑→ F1=F2→系统达到新的平衡出口阀突然关小→ F1>F2 → L ↑ → 正偏差→ 输出减小→ 控制阀↑ → F2 ↑ → L ↓ → F1=F2→系统达到新的平衡3单回路控制系统方框图R(S)：给定值的拉氏变换式Gc(S)：控制器传递函数X(S)：测量值的拉氏变换式Gv(S)：控制阀传递函数E(S)：偏差的拉氏变换式Gm(S) 变送器传递函数U(S)：控制信号的拉氏变换式Go(S)：对象控制通道的传函Q(S)：操纵变量的拉氏变换式Gf(S)：对象扰动通道的传函Y(S)：被控变量的拉氏变换式F(S)：扰动信号的拉氏变换式几点说明：(1)图中的各个信号值都是增量初始状态为零；图中箭头表示的是信号流向，而不是物料或能量的流向。
第一章 反馈控制系统的概念(本)
5 在反馈控制系统中，调节单元根据________的大小和方向，输出一个控制信号。 A．给定位 B．偏差 C．测量值 D．扰动量
6 在反馈控制系统中，设定值如果按照某一函数规律变化，则称为________。 A. 定值控制 B. 程序控制 C．随动控制 D．函数控制
7 在反馈控制系统中，执行机构的输入是________。 A．被控参数的实际信号 C．被控参数的偏差信号 B. 调节器的输出信号 D．被控参数的给定信号
过渡过程 : transient：指自动控制系统在动态中被控量随时间的变化过程。 或者说是从一个平衡态过渡到另一个平衡态的过程。 y
t 平衡状态 平衡 状态 过渡过程
自动控制系统过渡过程曲线
二．控制系统的典型输入信号 为便于系统分析，定义几种常见的系统输入信号：
（ 1）阶跃输入： （ 2）速度输入 ：
（ 3）加速度输入：
（ 4）脉冲输入：
（ 5）正弦输入： 其中，阶跃输入对系统的工作最为不利。
r(t) R 0 r(t)
r(t)
Rt
t
0 r(t)
t
½ Rt2
0
0
t
t
r(t) 1/h 0 h t 单位脉冲函数
h→0
r(t)
r(t)→∞
0
t
h→0时，称为理想的单 位脉冲函数，记作δ(t)。
三. 评定控制系统动态过程品质的指标
四. 反馈控制系统的分类
1.按所用能源分类：气动控制系统和电动控制系统 2.按仪表的结构形式分类：单元组合仪表和基地式仪表 单元组合仪表：各单元分别制成一台独立仪表 基地式仪表 ： 各单元组装成一台仪表 3. 按给定值的变化规律分类：
（ a）定值控制；（b）程序控制；（c）随动控制。
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积分时间调整方法：积分阀开大→Ti ↓ 积分阀关小→Ti ↑
返回本节
调节器杆系
返回最近
调节器表盘
返回最近
正作用与反作用
正作用式调节器：当测量输入增加时，输出也增加 反作用式调节器：当测量输入增加时，输出减少。 正作用式→反作用式： （1）喷嘴旋转90℃ （2）M点由左上角→右上角
返回本节
调节器与调节阀作用形式的配合 正作用式调节器与气开式调节阀 反作用式调节器与气关式调节阀（优选）
R5
R4
SW1
B
R3
_ C4
R6 C1 +16V C2
R10
TU1 +
R8 W3
R12
R11
W2
R13
_
板
15
， 输
入
与
指
示
电
路
图1-1-3a
SW2
R9
TU2 +
C7
T1
G -16V
返回最近
图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 R10
_
+16V
R8
5 R1
R2
TU1 +
D6
R6
R3 C3
R5
第一章 反馈控制系统实例
第一节 柴油机汽缸冷却水温度自动控制系统 第二节 VAF型燃油粘度控制系统 第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制 第五节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制
返回目录
第一节 柴油机冷却水温度控制系统
感温元件
主
调
机
节
器
感温元件
主
调
机
节
器
返回本节
第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
返回本节
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
船舶柴油机，尤其是主机，通常燃用重油。 重油的粘度较大，为便于燃油的输送和雾化， 必须对燃油进行加热，并使其粘度值维持在设 定范围内。
目标：控制柴油机燃油的粘度，使之保 持在最佳喷射粘度值上。
原理：燃油的粘度随温度增加而下降。 方法：改变燃油的加热程度。
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图1-1-4
返回最近
图1-1-3d
增温 C1 R1
降温 R2 C2
220V SW
降温
Re2 D2
L1 R3 SW1
Sr1
+16V 增温
Re1
D1
Sr2
R4 L2
F1 D1
SW2
MRP板，主电源电路
F2 +16V
C1
0V
-16V
返回最近
+16V
T802
+16V
R7
MRB
R1 R2
10
A
W1
返回本节
第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
一、控制系统的组成、功能及特点 二、测量单元 三、VCU－160粘度控制器
返回本章
第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
一、控制系统的组成、功能及特点 Fig. 1-3-1
特点：P 22
返回本节
返回最近
第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
图1-1-3b
MRV板，比例微分控制电路
返回最近
图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 R10
_
+16V
R8
5 R1
R2
TU1 +
D6
R6
R3 C3
R5
D1 D3
T2
R11 D7 降温
W1
W2 _
C1
R4
-16V -16V
TU2 +
C2 R7
D2 D4
R9
增温 D8 R13
D5 T1
R12
返回最近
返回本节
返回最近
返回最近
返回最近
返回最近
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
四、调节器 立体图 fig.1-2-4 简图 杆系 表盘 PB和Ti的调整 正作用式与反作用式 调节器与调节阀作用形式的配合 手－自动切换
返回本节
返回最近
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
比例带调整方法： 比例带调整盘上M点的位置 逆时针→负反馈↑ → 比例带↑ 顺时针→负反馈↓ → 比例带↓
返回本节
图1-1-2
组成
调节器 开关组 限位开关 过载保护 三相伺服
马达 三通阀
返回最近
MR-Ⅱ型调节器 MR-Ⅱ型调节器是电动基地式仪表，它把测量、 显示、调节等各个单元及相关附件均组装在一 个控制盒内，设置在集中控制室。
控制盒的组成： 图1-1-4
1. MRB板，输入与指示电路 2. MRV板，比例微分控制电路 3. MRD板，脉冲宽度调制电路 4. MRK板，继电器和开并装置 5. MRP板，主电源电路 6. MRS板，稳压电源电路
二、测量单元
1.EVT-10C 粘度传感器 粘度传感器 Fig. 1-3-2 单片机变送器 Fig. 1-3-3
2.PT 100 温度传感器 Fig. 1-3-4
返回本节
返回最近
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返回最近
第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
三、VCU-160粘度控制器
1.控制方式和过程 控制方式：温度程序控制、温度定值控 制、粘度定值控制 作用规律：PI控制（由单片机程序实现） 控制方式选择开关：DO、STOP、HFO
D1 D3
T2
R11 D7 降温
W1
W2 _
C1
R4
-16V -16V
TU2 +
C2 R7
D2 D4
R9
增温 D8 R13
D5 T1
R12
返回最近
14
15 R1 R14 C1
R5
R8
R13
C2 R2
R3 R4 R7
_ C3 TU1
W2 R10
_ C4
+ R6 W1
R9
TU3 +
R11
5
_ C4
TU2 +
三通调节阀
M
执行电机
冷却器
三通调节阀
M
执行电机
冷却器
图1-1-1 汽缸冷却水温度控制原理
返回本章
直接作用式冷却水温度控制
膨胀水柜
冷却器
泵
主 机
返回本节
MR-Ⅱ型电动冷却水温度控制系统
一、控制系统的组成及工作过程 图1-1-2 二、电源电路及继电器开关电路 图1-1-3d 三、输入电路和指示电路 图1-1-3a 四、PD控制电路 图1-1-3b 五、脉冲宽度调制电路 图1-1-3c 六、管理要点
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
常用燃油粘度控制系统： （1）VAF型燃油粘度控制系统； （2）NAKAKITA型燃油粘度控制
系统； （3）VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统（单片机控制）。 Nhomakorabea返回本节
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
一、VAF型燃油粘度控制系统的组成 fig.1-2-1 二、测粘计 fig.1-2-2 三、差压变送器 fig.1-2-3 四、调节器 五、气动调节阀 fig.1-2-6 六、控制系统常见故障分析及管理要点
图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 R10
_
+16V
R8
5 R1
R2
TU1 +
D6
R6
R3 C3
R5
D1 D3
T2
R11 D7 降温
W1
W2 _
C1
R4
-16V -16V
TU2 +
C2 R7
D2 D4
R9
增温 D8 R13
D5 T1
R12
返回最近
管理要点
1.面板功能 2.投入使用 3.故障排除通则 4.参数调整
返回本节
调节器杆系
返回最近
调节器表盘
返回最近
正作用与反作用
正作用式调节器：当测量输入增加时，输出也增加 反作用式调节器：当测量输入增加时，输出减少。 正作用式→反作用式： （1）喷嘴旋转90℃ （2）M点由左上角→右上角
返回本节
调节器与调节阀作用形式的配合 正作用式调节器与气开式调节阀 反作用式调节器与气关式调节阀（优选）
R5
R4
SW1
B
R3
_ C4
R6 C1 +16V C2
R10
TU1 +
R8 W3
R12
R11
W2
R13
_
板
15
， 输
入
与
指
示
电
路
图1-1-3a
SW2
R9
TU2 +
C7
T1
G -16V
返回最近
图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 R10
_
+16V
R8
5 R1
R2
TU1 +
D6
R6
R3 C3
R5
第一章 反馈控制系统实例
第一节 柴油机汽缸冷却水温度自动控制系统 第二节 VAF型燃油粘度控制系统 第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统 第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制 第五节 大型油轮辅锅炉蒸汽压力自动控制
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第一节 柴油机冷却水温度控制系统
感温元件
主
调
机
节
器
感温元件
主
调
机
节
器
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统
船舶柴油机，尤其是主机，通常燃用重油。 重油的粘度较大，为便于燃油的输送和雾化， 必须对燃油进行加热，并使其粘度值维持在设 定范围内。
目标：控制柴油机燃油的粘度，使之保 持在最佳喷射粘度值上。
原理：燃油的粘度随温度增加而下降。 方法：改变燃油的加热程度。
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图1-1-4
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图1-1-3d
增温 C1 R1
降温 R2 C2
220V SW
降温
Re2 D2
L1 R3 SW1
Sr1
+16V 增温
Re1
D1
Sr2
R4 L2
F1 D1
SW2
MRP板，主电源电路
F2 +16V
C1
0V
-16V
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+16V
T802
+16V
R7
MRB
R1 R2
10
A
W1
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
一、控制系统的组成、功能及特点 二、测量单元 三、VCU－160粘度控制器
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
一、控制系统的组成、功能及特点 Fig. 1-3-1
特点：P 22
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
图1-1-3b
MRV板，比例微分控制电路
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图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 R10
_
+16V
R8
5 R1
R2
TU1 +
D6
R6
R3 C3
R5
D1 D3
T2
R11 D7 降温
W1
W2 _
C1
R4
-16V -16V
TU2 +
C2 R7
D2 D4
R9
增温 D8 R13
D5 T1
R12
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统
四、调节器 立体图 fig.1-2-4 简图 杆系 表盘 PB和Ti的调整 正作用式与反作用式 调节器与调节阀作用形式的配合 手－自动切换
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统
比例带调整方法： 比例带调整盘上M点的位置 逆时针→负反馈↑ → 比例带↑ 顺时针→负反馈↓ → 比例带↓
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图1-1-2
组成
调节器 开关组 限位开关 过载保护 三相伺服
马达 三通阀
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MR-Ⅱ型调节器 MR-Ⅱ型调节器是电动基地式仪表，它把测量、 显示、调节等各个单元及相关附件均组装在一 个控制盒内，设置在集中控制室。
控制盒的组成： 图1-1-4
1. MRB板，输入与指示电路 2. MRV板，比例微分控制电路 3. MRD板，脉冲宽度调制电路 4. MRK板，继电器和开并装置 5. MRP板，主电源电路 6. MRS板，稳压电源电路
二、测量单元
1.EVT-10C 粘度传感器 粘度传感器 Fig. 1-3-2 单片机变送器 Fig. 1-3-3
2.PT 100 温度传感器 Fig. 1-3-4
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第三节 VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统
三、VCU-160粘度控制器
1.控制方式和过程 控制方式：温度程序控制、温度定值控 制、粘度定值控制 作用规律：PI控制（由单片机程序实现） 控制方式选择开关：DO、STOP、HFO
D1 D3
T2
R11 D7 降温
W1
W2 _
C1
R4
-16V -16V
TU2 +
C2 R7
D2 D4
R9
增温 D8 R13
D5 T1
R12
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14
15 R1 R14 C1
R5
R8
R13
C2 R2
R3 R4 R7
_ C3 TU1
W2 R10
_ C4
+ R6 W1
R9
TU3 +
R11
5
_ C4
TU2 +
三通调节阀
M
执行电机
冷却器
三通调节阀
M
执行电机
冷却器
图1-1-1 汽缸冷却水温度控制原理
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直接作用式冷却水温度控制
膨胀水柜
冷却器
泵
主 机
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MR-Ⅱ型电动冷却水温度控制系统
一、控制系统的组成及工作过程 图1-1-2 二、电源电路及继电器开关电路 图1-1-3d 三、输入电路和指示电路 图1-1-3a 四、PD控制电路 图1-1-3b 五、脉冲宽度调制电路 图1-1-3c 六、管理要点
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
常用燃油粘度控制系统： （1）VAF型燃油粘度控制系统； （2）NAKAKITA型燃油粘度控制
系统； （3）VISCOCHIEF型燃油粘度控制系统（单片机控制）。 Nhomakorabea返回本节
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
一、VAF型燃油粘度控制系统的组成 fig.1-2-1 二、测粘计 fig.1-2-2 三、差压变送器 fig.1-2-3 四、调节器 五、气动调节阀 fig.1-2-6 六、控制系统常见故障分析及管理要点
图1-1-3c MRD板，脉冲宽度调制电路 R10
_
+16V
R8
5 R1
R2
TU1 +
D6
R6
R3 C3
R5
D1 D3
T2
R11 D7 降温
W1
W2 _
C1
R4
-16V -16V
TU2 +
C2 R7
D2 D4
R9
增温 D8 R13
D5 T1
R12
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管理要点
1.面板功能 2.投入使用 3.故障排除通则 4.参数调整