热工过程自动控制 课件ch01.pptVIP

目的与任务 热工过程自动控制是热能与动力工程本科生必修的学科基础教育课，以能源动力系统为背景，介绍自动控制的基本原理，详细讨论了在能源动力系统控制中占有统治地位的PID控制的分析、整定方法。介绍了高度自动化的大型火电组的主要控制系统。 该门课应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 课程安排 考核方式 考核性质：考试课，百分制 考核形式：闭卷、笔试 考试用时：期末120 分钟 考核模式：二段制模式 成绩评定方法： 期末总评成绩＝平时成绩×30％+实验成绩× 5%+期末成绩×65％ 补考方法： 总评成绩低于60 分的学生，须参加学校统一组织的补考。 补考总成绩＝平时成绩×30％+实验成绩× 5%+补考成绩×65％ 绪论 自动控制在热工过程的应用： 绪论-意义 火电厂自动化主要包括主机、辅助设备、公用系统等的自动化。 1）自动检测 Eg：温度、压力、液位、转速 2）自动调节 Eg：锅炉水位调节、汽温调节、燃烧调节、辅助设备调节 3）远方控制及程序控制 Eg: 锅炉点火、吹灰、定期排污等 4）自动保护 Eg: 锅炉、汽轮发电机本体、辅助设备、局部工艺过程 例题 试举一些自动调节的例子，并分别说出它们各自的被控对象、被控量、调节用量以及可能受到的扰动。 北京理工大学珠海学院 (2)开环控制系统:调节系统中不存在反馈回路，调节器只是根据直接或间接反映扰动的输入信号进行调节． 　工作原理：调节器接受了被调对象受到的扰动信号，按预定的调节规律立即对被调对象产生一个调节作用，以抵消扰动信号对被调量的影响． 特点： a)由于扰动影响被控量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快. b)由于没有被控量的反馈，所以调节结束时不能保证被控量等于给定值． 1.4 控制系统的分类 北京理工大学珠海学院 闭环系统 VS 开环系统 1.4 控制系统的分类 基于反馈 调节缓慢 调节精确 基于扰动 调节快速 调节粗略 北京理工大学珠海学院 (3) 前馈－反馈系统:在扰动发生时,反馈还没有发生时,先由前馈部分依据扰动信号进行粗调,尽快使调节作用一开始就能大致抵消扰动的作用的影响,而被控量和给定值出现的一些偏差,则可以由反馈部分进行细调. 较快的调节速度 较高的调节质量 1.4 控制系统的分类 北京理工大学珠海学院 3.按系统的复杂程度分类(p8) 单回路控制系统VS多回路控制系统 4.按系统的动态特性分类 线性系统 VS 非线性系统 时变系统 VS 定常系统 5.按系统中信号的形式分类 连续系统 VS 离散系统 6.按系统中被调量和调节量的数目分类 单输入,单输出系统 VS 多输入,多输出系统 1.4 控制系统的分类 北京理工大学珠海学院 1.评价系统质量的主要特征: 稳定,快速,准确 (1)稳定性 1.5 控制系统的质量评定 非周期衰减过程 衰减震荡过程 等幅震荡过程 发散震荡过程 X √ √ ？ 临界稳定状态 北京理工大学珠海学院 1.5 控制系统的质量评定 (1)稳定性 判断的指标: 1)衰减率:每经过一个波动周期,被调量波动幅度减少的百分数 Y1,y3分别是偏离稳定态值的第一,第三个波峰幅值 该值还可以表征系统稳定裕量,一般取0.75~0.9. 北京理工大学珠海学院 1.5 控制系统的质量评定 (2)准确性 1）动态偏差是指整个调节过程中被调量偏离给定值的最大偏差值. 2）静态偏差e∞是指调节过程结束后,被调量与给定值之间的偏差. (3)快速性 调节时间ts: 从被控量受到扰动,过程开始变化直到结束所需要的时间. ±5% or ±2% 北京理工大学珠海学院 3)时间偏差平方乘积积分指标(ITSE) 4)综合积分指标 2.积分指标 1)偏差绝对值指标(IAE) 2)偏差平方积分指标(ISE) 1.5 控制系统的质量评定 北京理工大学珠海学院 本章小结 1）.自动控制的基本结构 2）.自动控制的基本参数 被调量 扰动 对象的输入输出 调节量 给定值 偏差 3）.控制系统的特性 静态 动态 北京理工大学珠海学院 本章小结 4）. 控制系统的分类 按定值的形式分：定值、程序、随动 按工作方式分：闭环、开环、前馈-反馈 5）. 控制系统的质量评定 稳定性 衰减率 准确性 动态偏差 静态偏差 快速性 调节时间 积分指标 作业 1.闭环控制系统和开环控制系统有哪些本质上的区别？ 2.基本