过程装备控制技术及应用教案 第二章过程装备控制基础 5页共15页 号不能及时地反映被控变量的实际值,从而降低了控制系统的控制质量 测量滞后勤是指由测量元件本身特性所引起的动态误差。当测量元件感受被控变量的变化 时,要经过一个过程,才能反映被控变量的实际值,这时测量元件本身就构成了一个具有 个时间常数的惯性环节。 克服测量滞后的两种方法:一是尽量选用快速测量元件,以测量元件的时间常数为被控对象 的时间常数的十分之一以下为宜;二是在测量元件之后引入微分作用,在调节器中加入微分 控制作用,使调节器在偏差产生的初期,根据偏差的变化趋势发生相应的控制信号。 传递滞后,即信号传输滞后,主要是由于气压信号在管路传送过程中引起的滞后 传递滞后总是存在的,克服减小信号传递滞后的方法有:尽量缩短气压信号管线的长度 般不超过300M:改用电信号传递,即先用气电转换器把调节器输出的气压信号变成电信 号,送到现场后,再用电气转换成气压信号送到执行器上:在气压管线上加气动继动器,或 在执行器上加气动阀门定位器,以增大输出功率,减少传递滞后的影响;等 (4)执行器的影响 执行器的作用是接受调节器送来的控制信号,改变操纵变量,从而实现生产过程的自动控制 执行器通常为调节阀,包括执行机构和阀两个部分 从广义对象的角度考虑,执行器可看作是被控对象的一部分,其动态特殊性相当于在被控对 象中增加了一个容量滞后环节。 222调节器的调节规律 调节器是控制系统的心脏。它的作是将测量变送信号与给予定值相比较产生偏差信号,然后 按一定运算规律产生输出信号,推动执行器,实现对生产过程的自动控制。调节规律是指调 节器的输出信号随输入信号变的规律。 四种基本调节规律:位式、比例、积分、微分。其中位式是断续调节,另三种均是连续调节 规律 (1)位式调节规律 双位调节是位式高节规律中最简单的形式。 理想的双位调节规律的数字表达式 双位调节器规律是一促典型的非线性调节规律,当测量值大于或小于给定值时,调节器的输 出达到最大或最小两个极限位置。 优点:位式调节结构简单,成本较低、使用方便,对配用的调节阀无任何特殊的要求 缺点:被控变量总在波动,控制量不髙,当被控对象纯滞后较大时,被控变量波动幅度较大 不宜用于控制要求稍高的场合 实际应用的双位调节器都有一个中间区域。只有当偏差达到一定数值时,调节器的输出才会 变,而在中间区内调节器的输出将取决于它原来的状态 中间区的出现还有另外两个原因:一个是婢机构都有不灵敏区,这时理想双位调节实际上具 有中间区的双位调节:二是采用双位调节的系统本身要求就不高,只要求被控变量在两个极 限值之间,这就是可用中间区的双位调节方案。 (2)比例调节规律(P) 比例放大系数在比例调节中,调节器的输出信号变化量与输入信号成比例关系 式中KP称为比例增益或比例放大倍数,在调节器中是可以改变的。 特点:比例调节器的输出变化量与输入偏差具有一一对应的比例关系,因此比例控制具有控 制及时、克服偏差有力的特点。 在系统的平衡遭到破坏后,要建立新的平衡,这就要求调节器有输出作用。而要使调节器有 输出,就必须要有偏差存在,因此,比例控制必然有余差存在。过程装备控制技术及应用教案 第二章 过程装备控制基础 第 5 页 共 15 页 号不能及时地反映被控变量的实际值，从而降低了控制系统的控制质量。 测量滞后勤 是指由测量元件本身特性所引起的动态误差。当测量元件感受被控变量的变化 时，要经过一个过程，才能反映被控变量的实际值，这时测量元件本身就构成了一个具有一 个时间常数的惯性环节。 克服测量滞后的两种方法：一是尽量选用快速测量元件，以测量元件的时间常数为被控对象 的时间常数的十分之一以下为宜；二是在测量元件之后引入微分作用，在调节器中加入微分 控制作用，使调节器在偏差产生的初期，根据偏差的变化趋势发生相应的控制信号。 传递滞后，即信号传输滞后，主要是由于气压信号在管路传送过程中引起的滞后。 传递滞后总是存在的，克服减小信号传递滞后的方法有：尽量缩短气压信号管线的长度，一 般不超过 300M；改用电信号传递，即先用气电转换器把调节器输出 的气压信号变成电信 号，送到现场后，再用电气转换成气压信号送到执行器上；在气压管线上加气动继动器，或 在执行器上加气动阀门定位器，以增大输出功率，减少传递滞后的影响；等 （4）执行器的影响 执行器的作用是接受调节器送来的控制信号，改变操纵变量，从而实现生产过程的自动控制 执行器通常为调节阀，包括执行机构和阀两个部分。 从广义对象的角度考虑，执行器可看作是被控对象的一部分，其动态特殊性相当于在被控对 象中增加了一个容量滞后环节。 2.2.2 调节器的调节规律 调节器是控制系统的心脏。它的作是将测量变送信号与给予定值相比较产生偏差信号，然后 按一定运算规律产生输出信号，推动执行器，实现对生产过程的自动控制。调节规律是指调 节器的输出信号随输入信号变的规律。 四种基本调节规律：位式、比例、积分、微分。其中位式是断续调节，另三种均是连续调节 规律。 （1）位式调节规律 双位调节是位式高节规律中最简单的形式。 理想的双位调节规律的数字表达式： 双位调节器规律是一促典型的非线性调节规律，当测量值大于或小于给定值时，调节器的输 出达到最大或最小两个极限位置。 优点：位式调节结构简单，成本较低、使用方便，对配用的调节阀无任何特殊的要求 缺点：被控变量总在波动，控制量不高，当被控对象纯滞后较大时，被控变量波动幅度较大。 不宜用于控制要求稍高的场合。 实际应用的双位调节器都有一个中间区域。只有当偏差达到一定数值时，调节器的输出才会 变，而在中间区内调节器的输出将取决于它原来的状态。 中间区的出现还有另外两个原因：一个是婢机构都有不灵敏区，这时理想双位调节实际上具 有中间区的双位调节；二是采用双位调节的系统本身要求就不高，只要求被控变量在两个极 限值之间，这就是可用中间区的双位调节方案。 （2）比例调节规律（P） 比例放大系数 在比例调节中，调节器的输出信号变化量与输入信号成比例关系 式中 KP 称为比例增益或比例放大倍数，在调节器中是可以改变的。 特点：比例调节器的输出变化量与输入偏差具有一一对应的比例关系，因此比例控制具有控 制及时、克服偏差有力的特点。 在系统的平衡遭到破坏后，要建立新的平衡，这就要求调节器有输出作用。而要使调节器有 输出，就必须要有偏差存在，因此，比例控制必然有余差存在