过程动态学与控制PPT课件.pptx

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
+
r
y
r
t
干扰
第1页/共10页
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）
第2页/共10页
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sp
Servo: 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）
…………
第3页/共10页
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。
第4页/共10页
离散PID算法：
)]
(
)
(
[
)]
(
[
)]
(
[
1
1
k
k
D
k”
n
n
d
I
k
d
c
t
y
t
y
t
T
t
y
y
T
t
t
y
y
K
-
D
+
-
D
+
-
+
-
=

u( tk )=u0
yd
tk-1 tk
以原油加热炉为例，干扰
导致T<T*
u0
tk-1 tk
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0
n以u0所处时刻为起点
(k)
=(k) - (k-1)
第5页/共10页
典型球阀示意图
Air(气关)
Air(气开)