绪论第一章x要点.ppt

第一节 化工自动化的主要内容 1、自动检测系统 2、自动信号和连锁保护系统 3、自动操纵及开停车系统 4、自动控制系统 第二节 自动控制系统的组成及方块图 一 控制的目的与要求 二 举例说明自动控制系统的组成 冷流体 蒸 汽 热流体 凝 液 测量元件及变送器 控制器 Qi 给定 h Q0 控制器 变送器 小结 三 系统中常用术语 被控对象、被控变量、操纵变量、扰动、设定值、偏差 四、 自动控制系统方块图 定义：描述系统各组成元、部件之间信号传递关系的图形。 控制器输出 _ z x + 　控制器 　控制阀 　被控对象 　测量元件变送器 给定值 偏差 操纵变量 干扰作用 被控变量 测量值 y f e p q 第三节 自动控制系统的分类 一 开环控制系统 定义：输入量对输出量只有顺向影响， 而输出对输入无影响。 　1、按设定值进行控制 2、按扰动进行控制即前馈控制 控制装置 设定值 蒸汽 冷物料 热物料 FT 控制装置 蒸汽 小结 　　二 闭环控制系统 1、定义:不仅输入对输出有顺向影响， 且输出对输入有反向影响。 控制器输出 _ z x + 　控制器 　控制阀 　被控对象 　测量元件变送器 给定值 偏差 操纵变量 干扰作用 被控变量 测量值 y f e p q 反馈：把系统的输出信号直接或经过一些环节回送 到输入端的做法叫反馈。 自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环控制系统。 它是按偏差进行控制的。 2、闭环控制系统的类型 定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统 3、闭环控制系统动态的概念 4、开环与闭环系统的比较（精度、稳定性、抗干扰..) 三 复合控制系统 前馈-反馈控制系统 反馈控制器 y f（t） 测量元件变送器 + x - 控 制 阀 + + 前馈控制器 对 象 测量变送 e Z 第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 1、静态 ①定义：被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态。 ②特点：当一个自动控制系统的输入（给定、干扰）和输出均恒定不变时，整个系统就处于一个相对（静止）稳定的平衡状态，系统的各个组成环节如变送器、控制器、控制阀都不改变原来的状态，它们的输出信号也处于相对（静止）稳定的状态 ，即静态。如液位控制系统，当处于静态时，流入量Qi与流出量Q0不变，且液位h一定。 注意：这里是在自动化领域中的静态，是指各参数的变化率为零，即参数保持定值，而物料和能量不是不流动，如液位控制系统。 一、控制系统的静态与动态 2、动态 　　①定义：被控变量随时间而变化的不平衡状态称系统的动态。 　　②特点：由于干扰的作用而破坏了系统的平衡时，将使被控参数偏离给定值，从而使控制器、控制阀等改变原来平衡时所处的状态，产生一定的调节作用以克服干扰的影响并力图使系统恢复平衡。 　　这样，从干扰发生开始，经过控制调节，直到系统重新建立平衡，整个系统的各个环节和参数都处于变动 ③静态的实现：只有当进入被控对象的物料量（或能量） 与流出被控对象的物料量（或能量）相等时才有可能实现。 如例1，只有当进入加热器的热量等于热物料带走的热量 时，温度才恒定，系统才达到平衡状态，即静态。又如例 2，只有水槽流入量等于流出量时，h才恒定，系统才处于 静态。 2、系统过渡过程的分析方法： 　　在化工生产过程中，时时受到各种外界扰动的影响，使被控变量偏离给定值，因此有必要对系统的过渡过程进行分析。由于系统的过渡过程是由于干扰作用而产生的，所以被控变量随时间变化的规律首先取决于干扰作用的形式。为安全和方便，在分析和设计控制系统 状态之中，这种状态就是动态。（这一控制过程称为系统的过渡过程） 总之，静态（平衡）是暂时的，相对的，有条件的。动态（不平衡）是普遍的，绝对的，无条件的。 1、定义：由于干扰或设定的作用，使系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。 二、控制系统的过渡过程 时，常选阶跃扰动对系统的过渡过程进行分析。 0 时间t 输 入 量 　　阶跃扰动：指在某一时刻t0，干扰（即输入量）突然阶跃式的加到系统上，并继续保持在这个幅值上。如右图所示 　　选择原因：1)因为阶跃扰动比较突然，比较危险，对被控变量的影响最大，如果一个控制系统能够有效地克服这类干扰，那么对其它比较缓和的干扰也一定能很好的克服。 　　2）在生产过程中，阶跃扰动最为多见。如设定值的改变，阀门开度的突然变化等。 　　3）这种干扰形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。 t0 3、阶跃扰动下系统的过渡过程 　　自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程有以