给排水工程仪表与控制.docVIP

第一章 1.1.2自动控制系统的构成（了解） 1.整定文件：也称给定文件，给出了被控量应取的值 2.测量元件：检测被控量的大小 传感器 3.比较元件：用来得到给定值与被控量之间的误差 4.放大元件：将误差信号放大，用以驱动执行机构 5.执行元件：用来执行控制命令，推动被控对象。 6.校正元件：用来改善系统的动、静态性能。 7.能源元件：用来提供控制系统所需的能量 1.1.3自动控制系统的分类(了解) 分为开环控制系统和闭环控制系统，以及同时具有开环结构和闭环结构的复合控制系统 1.闭环控制：原理是，需要控制的是受控对象的被控量，而测量的则是被控量和给定值，并计算两者的偏差，该偏差信号经放大后送到执行元件，去操纵受控对象，使被控量按预定的规律变化，力图消除偏差。也称为偏差调节。 反馈：把取出的输出量回送到输入端，并与指令信号比较产生偏差的过程称为反馈 反馈控制就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程，是自动控制系统中最基本的控制方式。 闭环控制的三大特点：信号按箭头方向传递是封闭的（闭环）、负反馈和按偏差控制。 优点：控制精度高，抗干扰能力强 缺点：使用的元件多，线路复杂，系统的分析和设计都比较麻烦。 2.开环控制：分为按给定值控制或者按干扰补偿 与闭环控制的基本区别在于有无负反馈作用。 这种控制方式简单，但精度较低抗干扰能力差。但结构简单、成本低、在精度要求不高时有一定的使用价值。 3.复合控制 把按偏差控制和按干扰控制结合起来，对主要扰动采用适当的补偿，实现按干扰控制；同时在组成反馈系统实现按偏差控制，以消除其他偏差。 1.3.3自动控制系统的过渡过程 自动控制系统在动态过程中被控量是不断变化的，这种随时间而变化的过程称为自动控制系统的过渡过程。 1单调过程：被控变量在给定值的某一侧做缓慢变化。最后能回到给定值。 2非周期发散过程：被控变量在给定值的某一侧，逐渐偏离给定值，而且随时间t的变化，偏差越来越大，永远回不到给定值。 3衰减振荡过程：被控变量在给定值附近上下波动，但振幅逐渐减小，最终能回到给定值 4等幅振荡过程：被控变量在给定值附件上下波动且振幅不变，最终也不能回到给定值 5发散振荡过程：被控变量在给定值附近来回波动，而且振幅逐渐增大，偏离给定值越来越远 1,3是稳定的过渡过程，系统受到干扰时，平衡被破坏当经过控制器的工作，被控变量能逐渐恢复到给定值或达到新的平衡状态。 2，4，5为不稳定的过渡过程（4是临界状态但在实际生产中也把他归为不稳定状态） 1.4自动控制的基本方式（据说比例积分微分必考无疑） 位式控制 1双位控制：在给水排水工程中大量采用 缺点：动作非常频繁，致使系统中的运动部件，如阀杆、阀芯和阀座等经常摩擦，很容易损坏，这样就很难保证双卫调节系统安全可靠的运行 特点：控制器只有最大和最小两个输出值，执行器只有“开”和“关”两个位置，因此被控对象总是处于严重不平衡的状态。控制器总是剧烈震荡 2比例控制：控制器的的输出信号与输入信号之间有一一对应的比例关系，称为比例控制。简称P控制。(P32页比例度公式据说必考)比例度越大，比例作用越弱（比例度与比例系数成反比关系） 3比例积分控制 积分作用：当有输入信号存在时，其输出作用就会一直积累下去，直到极值。因此积分控制器一定可以克服偏差，直到偏差为零。 积分控制规律：控制器输出的变化量与偏差随时间的积分成比例，亦即输出变化速度与输入偏差成正比。 比例积分控制规律（PI）：一个既具有比例作用，又具有积分作用的控制器，称为比例积分控制器。二者之间的关系是比例加积分。可以这样理解：比例积分控制作用可以看成是比例粗调和积分细调作用的组合，粗条及时克服干扰，细调逐渐克服余差，控制作用上仍以比例为主。 积分时间对过度过程的影响：时间Ti缩短时，消除余差较快，稳定程度下降，振荡倾向加强，最大偏差减小。 4比例积分微分控制 微分控制规律（D）是根据被调参数的变化趋势即变化速度而输出控制信号，具有明显的超前作用。但对具有纯滞后的对象利用微分控制器是不可能改善控制效果的。且微分控制器不能作为一个独立的控制器使用，因为在偏差固定不变时，无论其数值有多大，微分作用都停止了。 比例微分控制器( PD)的特点是：具有超前作用的控制，它既有和偏差大小成比例的控制作用，又有和偏差变化率成比例的微分作用，有利于克服干扰，降低最大偏差。因此当对象时间常数To较大时，常用比例微分控制器。 比例微分作用比纯比例作用超前一段时间正好是Td 比例积分微分控制（PID）：三种作用之和，控制器先是微分起主导作用，而后是比例，最后是积分。有比例度δ，积分时间Ti，微分时间Td三个可供选择的特征参数，改变这些参数便可以适应生产过程的不同要求。 第二章 给排水工程自动化常用仪表与设备分类（了解） 1过程参数检测仪表