过程控制3

过程控制3
1.自动化仪表:第一位字母表示被控变量的类别,常见的字母包括T(temperature温度)、P(pressure压力)、dP(differential pressure差压)、F(flow流量)、L(liquid液位或料位)、A(Analysis分析量)、W(weight重量或藏量)、D(density密度)等;后继字母表示仪表功能,值
  控制规律    Kc          Ti          Td P
      0.5Kcma_ 
 
  PI    0.45Kcma_    0.83Pu 
  PID        0.6Kcma_    0.5Pu    0.12Pu 常见的字母包括T(Transmitters传感变送器)、C(controller控制器)、I(indicator指示仪表)等。
  2.
 
  hsp :设定值(Setpoint sp)也称给定值(Setpoint Value sv),h(被控变量Controlled  Variable  CV),LT21(液位变送),LC21(液位控制),Q0(Mainpulated Variable MV操作变量),Qi(Disturbance Variable DV扰动变量)
  3.被控变量:Controlled Variable(CV) 过程变量:Process Variable(PV) 测量值:Measurement 设定值:Setpoint(SP) 给定值:Setpoint Value(SV) 操作变量:Manipulated Variable(MV)  扰动变量:Disturbance Variables(DVs) 安全性:Safety 质量:Quality 收益:Profit 直接数字控制:Direct Digital Control(DDC) 分布式控制系统:Distributed Control System(DCS) 局域网:Local Area Network(LAN) 试差:trial and error 定值调节控制:Regulatory Control 伺服控制:Servo Control 常规控制:Conventional Control 先进控制:Advanced Process Control(APC)  PID比例积分微分:Proportional Integral Derivative 多输入多输出:Multi Input Multi Output(MIMO) 前馈控制:feedforward
  11100000000000bcontrol 比例控制:Ym?50转为十进制2?0ratio control 偏差积分15050?IE(Integral of 12211?2048Yerror) 11m?502平方偏差积分(2?1)??011150?50??0(2
12?1)?0?Ym?2212?1?(150?50)?ISE50?100(Integral of squared error)绝对11?Y偏差积分2IAE(Integral m?212?1?(150?50)?50?100of absolute value of error) 时间与偏差绝对值乘积的积分ITAE(Integral of time multiplied by the absolute value of error) 氧化挂具
  4.归一化:是一种无量纲处理手段,使物理系统数值的绝对值变成某种相对值关系,即将有量纲的表达式经变转化为无量纲表达式,成为纯量。
  5.PID 控制器     
  下面是Ziegler-Nichols公式
  根据临界增益可以分别计算出P、PI、PID控制下的参数
  6气动调节阀----依靠压缩空气作为动力,输入信号为0.02~0.1MPa的压力信号。特点----结构简单、动作可靠、性能稳定、故障率低、价格便宜、维修方便、本质防爆、容易做成大功率。
  气动执行器又称气动调节阀,它是由气动执行机构和调节机构两个部分组成。气动执行机
构类型:薄膜式,活塞式。气动薄膜执行机构有正作用和反作用两种形式:当输入压力增加时,推杆向下移动的称为正作用;反之,当输入压力增加时,推杆向上移动的称为反作用。 7.对数特性调节阀流量变化计算       
  8.前馈控制系统的特点:1.前馈控制对于干扰的克服要比反馈控制及时。2.前馈控制属于开环控制系统。3.前馈控制采用的是由对象特征确定的“专用”控制器。 9.串级控制系统的设计原则?
  1在单回路控制不能满足要求的情况下可以考虑采用串级控制。2具有能够检测的副变量,且主要干扰应该包括在副回路中3副对象的滞后不能太大,以保持副回路的快速响应性能4将对象中具有显著非线性或时变特性的部分归于副对象中。 10.位置式和增量式的比较?
  (1)位置式需由外部引入初始阀位值,增量式不需要;(2)位置式需防积分饱和,增量式不会产生积分饱和;(3)只有存在偏差时,增量式才会有输出;(4)增量式容易实现从手动到自动的切换.
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  11.温度变送器的量程为50~150℃,输出为4~20mA。假设采用12位的A/D,当采样值为100000000000b时,实际的测量值是多少? 
  12.为何采用数字控制?
  (1)可实现高级控制算法;(2)可对过程进行监视(3)可实现过程优化(4)可实现诊断 白术提取物
  13、电动执行机构的技术指标主要包括输出力矩或推力、行程、输出速度及精度等。
  14、调节阀流量特性的选择仅当对象特性近似线性而且阀阻比大于 0. 60 以上(即调节阀两端的压差基本不变),才选择线性阀,如液位控制系统;其他情况大都应选择对数阀。 15.阀门定位器的作用
  1.将输入标准电信号线性地转换为气压信号(20-100kPa)4-1.PID控制器的时域算式中有一偏置U0,而在复频域(即在传递函数形式)算式中却没有这一项,这是为什么?U0的物理含义是什么?U0的具体取值是怎么取得的?
  答:理想的PID控制器是
  为积分时间常数;Td为微分时间常数。
  U0为常数,而常数经过拉氏变换后为0,故在复频域算式中没有这一项,U0为控制器的稳态输出。U0的具体取值根据系统稳态时需要保持的控制阀阀门开度确定。 
  式中,e(t)为系统偏差,e(t)=r(t)-c(t);Kp为比例系数;Ti
  2.改善阀的定位精度(静态特性)3.改善阀的动态特性4. 用于分程控制:用一个调节器控制两个以上的调节阀。使它们分别在信号的某一个区段内完成全行程移动。5. 用于阀门的反向动作:采用反作用式定位器可使气开阀变为气关阀,气关阀变为气开阀。  16.比例控制器
   
  控制器增益 Kc对系统性能的影响:增益 Kc 增大,系统的调节作用增强,但稳定性下降(当系统稳定时,调节频率提高、余差下降)。比例调节特点:有差调节。积分作用对控制性能的影响:积分时间Ti 对系统性能的影响,引入积分作用可以消除稳态余差,但控制系统的稳定性下降。当积分作用过强时(即Ti 过小),可能使控制系统不稳定。积分调节的
特点:无差调节, 滞后作用。微分调节的特点:1 也是有差调节2 超前作用 3 抑制偏差变化,使被控变量平缓。
液态金属机器人  17.微分对压力调节的影响:加上微分后控制效果反而出现振荡,为什么?
  答:微分作Ud=Td_de/dt,微分作用在高频下有较大的振幅比。如果测量值含有很大的噪声,由于微分作用对高频噪声起到放大作用,因此存在高频噪声的地方不宜用微分;压力对象的波动和测量噪声比较多,所以压力控制
  u(t)不宜用微分?K.
  ce(t)?u0.
  ??1K_100á8.对象惯性越小越容易振荡,惯性越大越不易振荡。对象惯性越小振荡幅值越大,惯性越大振荡幅越小。对象惯性越小振荡周期越小,惯性越大振荡周期越长。 2-3什么是线性化,为什么在过程控制中经常采用近似线性化模型?
  答:对于非线性系统的过程控制的模型,需要进行线性化处理。在系统输入和输出的工作
范围内,把非线性关系近似为线性关系。应用于过程控制的数学模型,往往采用增量的形式进行表达,增量形式不仅便于把非线性系统线性化,而且通过坐标变换把稳态工作点定为原点,可使输入输出关系更加简单,便于运算。线性化处理的常用工具是泰勒级数展开。
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  4-2.单回路系统中的其他参数不变,仅加速PI控制器的积分作用,回答(1)在相同的外界干扰作阶跃变化情况下,最大偏差是否增大?振荡是否加剧?(2)为了获得和以前相同的系统稳定性,Kc是调大还是调小?Kc调整后环路静态增益是否改变,变大或变小?
  答:1加速PI控制器的积分作用,最大偏差变小,但是振荡加剧2.为了获得相同的系统,Kc应调小,Kc调整后环路静态增益Kc,Kp也变小。
  4-3.什么是积分饱和?产生积分饱和的条件是什么?有何危害?对单回路系统,如何防积分饱和?
  答:积分饱和:对于一个有积分功能的偏差,控制器的积分作用就会对偏差进行累积来改变控制器的输出,如果这时阀门已达到饱和,已全开或全关,而无法继续进行调节,那么
偏差将无法消除,然而由于积分作用,控制器的输出仍在增加直到它达到某个极限值并停留在那里,这种情况被称为积分饱和。产生积分饱和的条件是控制器具有积分功能,控制器的饱和输出极限值要比执行机构的信号范围大。积分饱和可能使产品质量不好,并对操作人员的安全构成威胁。目前,常用的一种防积分饱和的方法是当发现控制器输出饱和时,就停止控制器的积分作用;当控制器输出不再饱和时,再恢复积分作用。
  6-1.在一个串级控制系统中,原来选用口径为20mm的气开阀,后来改为口径为32mm的气关阀(1)主,副控制器正反作用是否改变?为什么?(2)副控制器的比例度和积分时间是否改变?是变大还是变小,为什么?(3)主控制器的比例度和积分时间要否改变?是变大还是变小,为什么? 核反应堆的慢化剂
  (1)副控制器的正反作用需要改变,因为调节阀的气开阀改为气闭阀,则Gv(s)极性由+改为-,为了保证副回路构成负反馈,必须将副控制器的正反作用改变。主调节器的正反作用无需改变,因为副回路正反作用设置后对主回路只相当于一个+极性环节,主调节器的正反作用取决于主对象的放大倍数的符号,而与其他环节无关.(2)调节阀开度增加了60%,即Kv增加了,要想维持副回路的稳态,须将副调节器的增益Kc2减小,即比例度要增大,虽然调节阀的流量特性没有改变,但由于管路串
  并联管阻的存在会引起流量特性的畸变,调节阀开度的增加使副回路广义对象的敏感性增强,为了副回路的稳定,应减小副调节器的控制强度,弱化积分作用,即增大积分时间(3)主控制器的比例度无须改变,但由于副回路减弱了积分作用,所以主回路的积分作用应适当增强,即减小积分时间。

本文发布于:2024-09-21 15:20:01,感谢您对本站的认可!

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