西安石油大学电子工程学院自动化仪表及过程控制课件 第4章（3）.pptVIP

工业自动化仪表及过程控制(8) Industrial Automation Instrumentations and Process Control 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 练习： 在图示4个水槽水位对象中，设所有的阀门特性及开度相同。试判断其中具有自衡特性的对象中，哪一个的时间常数最大？ 第4章调节对象特性及其测定 练习： 在图示4个水槽水位对象中，设所有的阀门特性及开度相同。试判断其中具有自衡特性的对象中，哪一个的时间常数最大？ 答：a图 第4章调节对象特性及其测定 练习： 在下列各项中的哪一个属于带非自衡特性的对象？ a.纯滞后对象； b.纯积分对象； c.一阶惯性对象； d.纯比例对象。 第4章调节对象特性及其测定 练习： 在下列各项中的哪一个属于带非自衡特性的对象？ a.纯滞后对象； b.纯积分对象； c.一阶惯性对象； d.纯比例对象。 答：b 第4章调节对象特性及其测定 第4章调节对象特性及其测定 * * 调节对象：系统中被控的设备及装置。 对象特性：调节对象输入和输出之间的动态关系。 单容对象（一阶对象）：例——水槽水位简单对象（图5－1）。 对象特性的求取方法： 数学分析法 实验测取法 一阶对象的标准表达式： 微分方程 传递函数 K：放大系数；T：时间常数 一阶对象的飞升曲线 典型一阶对象 对象的自衡特性：对象的稳定状态被扰动破坏后，可以自动达到一个新的平衡状态的特性。 无平衡特性的对象：不能自动达到新平衡状态对象。例 水泵排水水位对象（图5－3）。 双容对象：包括两个以上具有储能功能的容量部分的对象。 例：串联水槽水位对象。 纯滞后：由于对象中物料或能量的传输过程引起的滞后。 例 蒸汽直接加热器 纯滞后： 对象特性的实验测定 时域法：利用对象的飞升曲线求取表达其动态特性的数学模型。 频域法：输入不同频率的正弦信号，测取对象的频率特性。 统计法：输入随机或伪随机信号，用统计学方法求解。 时域法：飞升曲线法 K：输入阶跃幅值与输出稳态之比。 k＝y(∞)/A T：输出达到63.2％稳态的时间，或者达到95%稳态时间的1/3。 ?：加入输入到输出开始变化所需的时间。 时域法：一种实用的飞升曲线法 为了提高对象特性参数的计算精度的一种工程中的实用方法。 时域法：一种实用的飞升曲线法 求无因子飞升曲线； Y*(t)=y(t)/y(∞) 在曲线上任取两点t1，t2； 代入原微分方程， 联立关于t1，t2的两式， 求解T，τ； 代回原方程校验。 时域法：脉冲方波法。 为了减少对过程的冲击影响，工程中常使用脉冲方波法来求取对象动态特性参数 时域法： 脉冲方波法 X(t)=x1(t)-x2(t) y(t)=y1(t)-y2(t) y2(t)=-y1(t-Δt) y(t)= y1(t)- y1(t-Δt) 练习 某燃气加热炉对象，测取燃气压力与炉温之间的动态关系： 将输入在t0时刻阶跃增加3MPa。 测取输出温度变化为一阶飞升曲线。 温度在76×10－3秒开始变化。 稳定后温度增加值为2.8°C。 温度达到95%×2.8＝2.66°所用的时间为6.2秒。 解： K=2.8/2=0.93 T=6.2/3=2.07 τ=0.076T=6.2 纯滞后时间可以忽略不计 代入标准表达式得： 或： 小结 熟练掌握单容对象动态特性的基本概念及其应用。 了解双容对象、容量滞后、纯滞后等常用概念。 掌握飞升曲线实验测取一阶对象特性的基本方法。 简单了解其它高级测取方法的基本概念。