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第5章简单控制系统的设计及参数调整方法

第五章简单控制系统的设计
2. 控制参数的选择（重要选择）
依据过程特性对控制质量的影响，不难归纳选择控制参数的一般原则：
K P越大越好， TP 适当小一些；（a）
（b） P 越小越好， P
/ TP 0.3
(c)K f 尽可能小， T f 尽可能大，尽可能多，尽可能将大的纯滞后置于干扰通道，干扰进入系统的位置尽可能远离被控参数。
由此可见，时间常数越错开，K 0 越大，对系统稳定性越有利，在保持一定稳定性的条件下，对保持质量越有利。
小结
控制通道的K P 越大越好，TP适当减小， P 越小越好，多个时间常数的大小越错开越好。
第五章简单控制系统的设计
（三）控制方案的确定
1、系统被控参数选取的一般原则（a）应选取对产品的产量、质量、安全生产、经济运行、环境保护有决定性作用、又可直接进行测量的工艺参数作为被控参数（直接参数）；（b）选取与上述直接参数有单值对应关系的间接参数作为被控参数；（c）间接参数对产品质量应有足够的灵敏性；（d）应考虑工艺的合理性及仪表的性能价格比等；特别说明：被控参数一般由工艺工程师确定，控制工程师无多大选择余地。
第五章简单控制系统的设计
c）按下表计算出P、I、D调节器的参数
（2）优缺点：
a）该法可直接在闭环状态下进行，且无需测试过程的动态特性； b）方法简单，使用方便；
第五章简单控制系统的设计
第五章简单控制系统的设计
（2）P调节对系统质量的影响：
a）比例调节是一种有差调节？ b）比例调节系统的静差随比例带的增大而增大？比例带的减少，意味着系统稳定性降低？ c）比例调节不适合给定值随时间变化的情况；
d）增大 K C（即减小比例带），可以减少系统的静差，加快系统的响应速度？这是因为： KP KC KC K P TP s 1 C (s) K KP R( s) TP s 1 K C K P Ts 1 1 KC TP s 1 KC K P TP K ,T (惯性减小） 1 KC K P 1 KC K P

控制系统设计PPT课件

• 由此可见，控制系统在典型输入信号作用下的性能指标，通常由稳态性能和动态性能两部分组成。
三、系统的过渡过程和性能指标
(1)稳态性能对于单输入单输出系统来说，在时域中稳态响
应的性能指标是稳态误差，它等于系统在典型信号作用下，时间t趋向于无穷大时的稳态输出与参考输入整定的希望输出之差。
对于单位反馈系统，在不同参考输入信号作用下的系统响应的稳态误差就是：
• (2). 参量模型 • 当数学模型是采用数学方程式来描述时，
称为参量模型。参量模型按其讨论域可分为时域模型、复数域模型和频域模型。 •
三、数学模型的建立
建立数学模型的主要方法有：分析法和实验法
分析法特点：方程复杂，难解算
实验法关键：测试方法和测试信号的选择；常用测试方法有：时域法、频率法和统计法；常用的测试信号：单位阶跃信号
4．按系统输出的变化规律分类 (2)程序控制系统特点：在外界条件的作用下系统的输出按预定程
序变化这类系统的给定值是变化的，但它是一个已知的
时间函数，或按预定的规律变化。比如金属热处理的温度控制装置、数控机床的数控程序加工，就是这类系统的例子。
4．按系统输出的变化规律分类 (3) 随动控制系统
(Qi Qo )dt Adh
三、数学模型的建立
• Q变、i量Q，、o得h出都只是有时间Qi和的h变为量变，量因的而关还系需式消。去考中虑间到
变化量很微小，可以近似认为Qo与h成正比，与
阀门2的阻力系数Rs成反比，即
h
Qo
和上式合并，可得：
Rs
h (Qi Rs )dt Adh
三、数学模型的建立
随机系统、集中参数系统与分布参数系统、时变系统与时不变系统

《控制系统框图》课件

详细描述
总结词
掌握绘制框图的正确方法是学习控制系统框图的关键。
详细描述
在绘制控制系统框图时，需要遵循一定的规则和步骤。首先，确定系统中的各个组成部分，并为其分配相应的方框。然后，根据各部分之间的相互关系，使用箭头将它们连接起来，箭头方向表示信号或信息的流向。为了使框图更加清晰易懂，可以使用不同的符号或标记来表示不同类型的框图元素。
《控制系统框图》ppt课件
目录
控制系统概述控制系统框图基础控制系统框图的实例分析控制系统框图的优化与改进控制系统框图的应用与发展
01
CHAPTER
控制系统概述
03
控制系统的性能指标包括稳定性、快速性、准确性和鲁棒性等。
01
控制系统是由控制器和被控对象组成的，通过改变被控对象的输入信号，使得被控对象的输出信号达到期望的输出值。
03
CHAPTER
控制系统框图的实例分析
总结词
描述了温度控制系统的组成和工作原理，包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器等部件。
详细描述
温度控制系统框图包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器等部件。温度传感器负责检测当前温度，并将信号传输给控制器。控制器根据设定温度与实际温度的差值，输出控制信号给加热器或冷却器，以调节温度。
交通管理
通过控制系统框图，实现农业设备的自动化控制，提高农业生产效率。
农业自动化
A
B
C
D
THANKS
感谢您的观看。
总结词
学会解读和分析框图是学习控制系统框图的重要目标。
要点一
要点二
详细描述
在掌握绘制方法的基础上，学会解读和分析控制系统框图是至关重要的。通过解读框图，可以了解系统的整体结构和各部分的功能，分析系统的工作原理和控制逻辑。同时，还可以通过分析框图来评估系统的性能、稳定性以及可能存在的问题。在分析过程中，需要运用相关的控制理论知识，如开环与闭环控制、稳定性分析等。

简单控制系统的设计ppt课件

点掌握调节器参数的整定方法。
2
5.1 简单控制系统设计概述
1 水箱 2 压力变送器 3 液位调节器 4 调节阀
图1 水箱液位控制系统流程图
3
简单控制系统是只对一个被控参数进行控制的单回路闭环控制系统。是最基本的过程控制系统。是构成复杂过程控制系统的基础。典型结构框图如下：
5.1.1 控制系统设计的任务及其开发步骤
1) 选择结果应使控制通道的静态增益 K 0 尽可能大，时间常数 T0 选择适当。
2) 控制通道的纯时延时间 0 应尽可能小, 0 和 T0 的比值一般应小于0.3。
3) 干扰通道的静态增益 K f 应尽可能小；时间常数 T f 应尽可能大，其个数
尽可能多；扰动进入系统的位置应尽可能远离被控参数而靠近调节阀。这样选择对抑制扰动对被控参数的影响均有利。 4) 当广义被控过程由几个一阶惯性环节串联而成时，应尽量设法使几个时间常数中的最大与最小的比值尽可能大，以便尽可能提高系统的可控性。 5) 在确定控制参数时，还应考虑工艺操作的合理性、可行性与经济性等因素
控制系统的技术要求或性能指标是由用户或被控过程的设计制造单位提出的。是控制方案设计的主要依据之一。
2．建立控制系统的数学模型
控制系统的数学模型是控制系统理论分析和设计的基础。系统控制方案确定的合理与否在很大程度上取决于系统数学模型的精度。
3．确定控制方案
系统的控制方案包括系统的构成、控制方式和控制规律的确定，是控制系统设计的关键。控制方案的确定要依据被控过程的特性、技术指标和控制任务的要求，还要考虑方案的简单性、经济性及技术实施的可行性等，并且要进行反复研究与比较，方可确定。
(2) 干扰通道 T f 的影响由式2可知，G f (s)为惯性环节，对干扰 F(s) 具有“滤波”作用T，f 越大，“滤波”

【课件】典型控制系统案例分析+课件-高中通用技术地质版(2019)必修《设计与技

04 水枪的控制分析
水枪的控制分析
一、儿童玩具水枪的原理儿童水枪是通过间接地利用自来水压并在此基础上施加外力，使水枪内橡胶管内水压可以达到大于自来水水压，这样水枪喷射水的射程可很远，安全性比打固体子弹枪强。主要构造包括注水阀门嘴装置，两个橡胶管及喷水阀门嘴装置。首先用自来水压充起第一个橡胶管，再施加外力充起第二个管壁较厚的橡胶管
典型控制系统案例分析
目录
01. 遥控器的控制分析 02. 烧水壶的控制分析 03. 电热毯的控制分析 04. 水枪的控制分析
01 遥控器的控制分析
遥控器的控制分析
虽然手机等智能设备突飞猛进的发展，但电视机依然是家庭的必备电器，而遥控器作为电视的控制设备，让人们毫不费力就可以调换电视频道，那么遥控器是如何实现对电视机进行遥控的呢？伴随技术的进步，无线遥控器的类型也随之增多。通常普遍有两种，一种是红外线遥控式，另一种是无线电摇控制模式。在我们日常生活中，应用最广泛的就是红外线遥控模式了，以电视机遥控器为例，我们来谈谈其工作原理。遥控系统一般由发射器（遥控器）、接收器和中央处理器（CPU）三部分组成，其中，接收器和CPU部分都在电视机上。一般电视机遥控器是利用0.76~1.5微米波长的红外线来发射出控制信息的，其工作距离只有0~6米，并且沿直线传播。在遥控器内部的电路中，对应于遥控器上每一个按键，其内部电路都采用了一种特定的编码方式与其对应。当按下特定按键时，电路中的某一电路连通，芯片能够检测出哪一电路被连通，并判断出是哪一按键被按下。
元器件，就是温控开关，用于电热水壶的温控开关主要有两种，在之前的文中我们也有提及，
突跳式温控开关以及360度旋转温度开关，第一类的温控开关简单，并且价格比较低廉，被广

《简单控制系统设计》课件

通过分析系统的输入输出数据和状态信息，检测系统是否存在故障，并诊断故障类型和原因。
根据故障类型和原因，采取相应的处理措施，如调整参数、更换部件或修复故障等，尽快恢复系统的正常运行。同时，应建立故障预防措施，降低故障发生的概率。
05
案例分析与实践
案例一：温度控制系统设计
总结词
通过温度控制系统设计案例，掌握控制系统基本原理和设计方法。
控制算法设计需要根据被控对象的特性和控制要求，选择合适的控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等。同时，需要考虑算法的稳定性和鲁棒性，以确保算法在实际应用中的效果。
控制器参数整定
控制器参数整定是简单控制系统设计的关键环节，它直接关系到系统的控制效果。
控制器参数整定需要根据实际应用情况，通过实验和调整来确定合适的控制器参数。在这个过程中，需要充分了解被控对象的特性和控制要求，以及控制算法的原理和特点。同时，需要借助仿真和实验的手段，对控制器参数进行优化和调整。
《简单控制系统设计》ppt课件
目录
CONTENTS
• 简单控制系统概述 • 简单控制系统设计基础 • 简单控制系统实现 • 简单控制系统优化 • 案例分析与实践
01
简单控制系统概述
定义与特点
总结词
简单控制系统是一种通过自动调节装置来控制和调节某一或多个变量的工业系统。它具有结构简单、易于实现、稳定性好等特点。
软件需求分析
明确软件功能需求，进行软件需求分析和设计。
软件编程实现
根据需求分析结果，编写控制软件的代码，并进行测试和调试。
软件优化与升级
根据实际运行情况，对软件进行优化和升级，提高系统性能和稳定性。
系统集成与调试