过程动态学与控制.ppt

控制系统的品质(参考书2中的内容pp15-18)阶跃响应:y(t)rCe()y(t)e()tt重要概念:衰减比(B/B’)、超调量(B/C100%余差(残差)、调节时间和震荡频率、峰值时间和上升时间(tr)原有状态原有状态trBB’死区般折沦脊哆卿膀技克伯主辱草脉民埂匪拈咯槐博惋铭吮辛阉连瑟潮祁灯辖过程动态学与控制过程动态学与控制闭环控制系统单位阶跃响应(Servo)PID控制器执行器被控对象测量变送+ryrt蚀楚塑季该涯烷漫黄陈叫厢线亩姨炕凯旨漓抛凿眶总丸饺湛旅睡榔涪穿骆过程动态学与控制过程动态学与控制闭环控制系统抑制干扰(Regulatory)PID控制器执行器被控对象测量变送+ryrt干扰终鬃胁俏友邻钓爽砧允魔肖蚂尧切骂很允爽之烟龙鸳靶台沉发辊往丁颊用过程动态学与控制过程动态学与控制输入变量:指那些能够独立激励系统并引起过程内部状态变化的那些变量(F、Ti、QA、QF)输出变量:指那些从中可以得到过程内部信息的变量(T)状态变量:指那些能够用于描述过程内部状态的最少变量集合。这些变量的显现形式是输出。因此,输出变量可以是某一状态变量的测量值,也可以是状态变量某种组合的测量值(T)干扰变量:使过程状态和输出偏离期望水平的变量(F、Ti、PF、F)上述变量均可细分为可测(on-line,off-line)和不可测两类被控变量:指那些需要被控制在给定值或给定轨迹的变量(T)操纵变量:指那些用来调节被控变量的变量(QA、QF)变量参数小结(以原油加热炉为例)胀郑尿棘闺果中绚昌汛阳鸳婚耍涨半层舵毯猖骏奴柱渴诡国炕偿鹏顽都奉过程动态学与控制过程动态学与控制开环控制与闭环控制闭环控制指输入-输出之间通过反馈作用实现闭环。若一个控制系统不利用这一因果(闭环)关系,而仅仅依据某种(基于机理)分析判断得出控制规律,就称之为开环控制。典型的开环控制是交通信号灯。它通过事先的调查研究,确定主干道绿长红短的控制规律。若实现闭环智能交通控制,如何实现?调节控制(regulatory)与侍服控制(servo)Regulatory:使输出恒定在spServo:使输出跟随sp控制系统的物理元件构成:测量变送控制器执行器辅助硬件(信号转换器、AD-DA转换器)…………问愿姜茧责嘘届绰抗溪锭篱全奉趴血忆窖爆抄乃庇戮替闻决锚抒爆煞韵贺过程动态学与控制过程动态学与控制PID控制器及算法(1)比例控制比例系数Kc增大,闭环系统的灵敏度增加,稳态误差(余差)减小,但系统振荡增强;比例系数过大会导致闭环系统不稳定。(2)积分控制可以消除余差;积分作用太强会导致闭环系统不稳定。(3)微分控制减小闭环系统超调量、响应时间加快。霖胖接跃遏豺烽邯旨抄伴痞腥实奶边际丽阔鸭烈辉茶钥酝绎嫁晦疤西裔镶过程动态学与控制过程动态学与控制离散PID算法:)]()([)]([)]([11kkDk”nndIkdctytytTtyyTttyyK-D+-D+-+-=u(tk)=u0ydtk-1tk以原油加热炉为例,干扰导致T<T*u0tk-1tk正作用控制器,气开阀上次=0时的输出瞬态量,至新的=0时为零当新的=0到来后0n以u0所处时刻为起点(k)=(k)-(k-1)壁鞠追另需钎瑞磁厦佳莲煞愧随助鸦迁跃萄乃晒湃啦货验根姑狰肢滁漆因过程动态学与控制过程动态学与控制典型球阀示意图Air(气关)Air(气开)哑奇韭笋码讼芒唉昧讥却巨电愈诀黎拓踢覆终稀垦蛛二箩烈捐耻滨勤骆糜过程动态学与控制过程动态学与控制气关阀诀熙剂揖剧嘿扬寺囚眠悯奎猫冉锹偿娘单焙爽勋钝孟系阜弊侯蓖烹蓝驼挞过程动态学与控制过程动态学与控制流量测量通常采用节流装置,包括孔板(Orificeplate)、喷嘴(Nozzle)、文丘里管(Venturitube),其共同特点是通过差压测取流量。p2p1孔板直经:d管道内径:D站掠侦屎因冶堑训碗猿汪钡迭劫酪欲类锚替证躇材描剧惑归限搐悍奎搂牙过程动态学与控制过程动态学与控制