(自動(dòng)控制原理)第三章

1、第第3 3章章 建筑設(shè)備自動(dòng)化中的監(jiān)控設(shè)備建筑設(shè)備自動(dòng)化中的監(jiān)控設(shè)備3.1傳感器與變送器傳感器與變送器3.2控制器控制器3.3執(zhí)行器執(zhí)行器3.4調(diào)節(jié)閥的選擇與計(jì)算調(diào)節(jié)閥的選擇與計(jì)算u 傳感器的基本特性：傳感器的基本特性：傳感器的輸入輸出關(guān)系特傳感器的輸入輸出關(guān)系特 性。性。是傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)作用關(guān)系的外部表現(xiàn)。是傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)作用關(guān)系的外部表現(xiàn)。u 輸入信號(hào)分為：輸入信號(hào)分為：穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)p 對(duì)應(yīng)傳感器特性：靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性對(duì)應(yīng)傳感器特性：靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性u(píng) 對(duì)傳感器的要求：對(duì)傳感器的要求：高精度信號(hào)（或能量）無失真高精度信號(hào)（或能量）無失真轉(zhuǎn)換反映被測(cè)量的原始特征轉(zhuǎn)換反映被

2、測(cè)量的原始特征1.性能指標(biāo)2.實(shí)用與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1)量程量程(Span)：標(biāo)稱范圍兩極限之差的模。標(biāo)稱范圍兩極限之差的模。2)重復(fù)性重復(fù)性(Repeatability)：在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行在相同測(cè)量條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。3)準(zhǔn)確度等級(jí)準(zhǔn)確度等級(jí)(Accuracy Class)：符合一定的計(jì)量要求，使誤差保符合一定的計(jì)量要求，使誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的測(cè)量儀器的等別、級(jí)別。持在規(guī)定極限以內(nèi)的測(cè)量儀器的等別、級(jí)別。4)靈敏度靈敏度(Sensitivity)：測(cè)量儀器響應(yīng)的變化除以對(duì)應(yīng)的激勵(lì)變化。測(cè)量儀器響應(yīng)的變化除以

3、對(duì)應(yīng)的激勵(lì)變化。5)漂移漂移(Drift)：測(cè)量儀器計(jì)量特性的慢變化。測(cè)量儀器計(jì)量特性的慢變化。6)響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間(Response Time)：激勵(lì)受到規(guī)定突變的瞬間，與響應(yīng)激勵(lì)受到規(guī)定突變的瞬間，與響應(yīng)達(dá)到并保持其最終穩(wěn)定值在規(guī)定極度限內(nèi)的瞬間，這兩者之間的達(dá)到并保持其最終穩(wěn)定值在規(guī)定極度限內(nèi)的瞬間，這兩者之間的時(shí)間間隔即是響應(yīng)時(shí)間。時(shí)間間隔即是響應(yīng)時(shí)間。7)響應(yīng)特性響應(yīng)特性(Response Characteristic)：在確定條件下，激勵(lì)與對(duì)在確定條件下，激勵(lì)與對(duì)應(yīng)響應(yīng)之間的關(guān)系，如熱電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系。應(yīng)響應(yīng)之間的關(guān)系，如熱電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系。1)造價(jià)：造價(jià)應(yīng)

4、該包括電源、轉(zhuǎn)換器、信號(hào)調(diào)節(jié)器及連接電纜。造價(jià)：造價(jià)應(yīng)該包括電源、轉(zhuǎn)換器、信號(hào)調(diào)節(jié)器及連接電纜。2)維護(hù)維護(hù):任何專門的維護(hù)和重新標(biāo)定都要求涉及額外的人力和費(fèi)任何專門的維護(hù)和重新標(biāo)定都要求涉及額外的人力和費(fèi)用。用。3)兼容性：與其他的元件和標(biāo)準(zhǔn)具有可操作性和可互換性。兼容性：與其他的元件和標(biāo)準(zhǔn)具有可操作性和可互換性。4)環(huán)境；可經(jīng)受住苛刻或危險(xiǎn)環(huán)境的能力。環(huán)境；可經(jīng)受住苛刻或危險(xiǎn)環(huán)境的能力。5)干擾：對(duì)環(huán)境造成干擾：對(duì)環(huán)境造成(如電磁波或準(zhǔn)穩(wěn)定電磁場(chǎng)如電磁波或準(zhǔn)穩(wěn)定電磁場(chǎng))的敏感度。的敏感度。1.接觸電勢(shì)：兩塊不同的金屬導(dǎo)體A和B相互接觸，由于金屬的費(fèi)米能級(jí)不同，相互接觸時(shí)發(fā)生電子交換，達(dá)到平

5、衡后， 兩塊金屬中產(chǎn)生接觸電勢(shì)差。接觸電勢(shì)：BAABNNektTEln)(2.溫差電勢(shì)：單一導(dǎo)體兩端由于溫度不同而在其兩端產(chǎn)生的電勢(shì)為溫差電勢(shì)，又稱湯姆遜電勢(shì)。這是因?yàn)楦邷囟俗杂呻娮拥膭?dòng)能大于低溫端自由電子的動(dòng)能，高溫端自由電子擴(kuò)散速率高于低溫端自由電子的擴(kuò)散速率，從而在導(dǎo)體兩端形成電位差。溫差電勢(shì)：dTTTETTAA0),(0dTNNeTTkTTETTETETETTETTBABABAABABAB0)(ln)(),(),()()(),(00000 溫度不能顯著改變自由電子的濃度，所以，在一種金屬中溫差電勢(shì)極小，可以忽略。而起決定性的是接觸電勢(shì)。有： 回路中的總電勢(shì)隨著T和T0的變化而變化，但在

6、使用時(shí)，總電勢(shì)隨兩個(gè)參數(shù)變化很不方便，因此，經(jīng)常令T0為常熟，有：)()()()(),(000TETETETETTEBAABABABAB)()()()(),(00TCTfTfTETTEABAB通常令T0為0，即把一端放入冰水中，保持不變。 熱電阻溫度傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫的一種傳感器溫度計(jì)。其中鉑電阻和銅電阻是國際電工委員會(huì)推薦的。 鉑電阻具有很好的穩(wěn)定性、測(cè)量精度及測(cè)量寬度，但溫度系數(shù)較小。 鉑電阻的阻值與溫度之間的關(guān)系接近線性，在0850可用式：)1 (20BtAtRRttR0R)100(1 (320ttCBtAtRRt 如果熱電阻的探頭和變送器沒做

7、在一起，而且相距較遠(yuǎn)，他們之間的連接方式有：二線制、三線制和四線制。132)()(RrRRrRtrRrRRRRRrRRrRRt212132213 電橋平衡時(shí)：若：若：R1=R2，就，就消除了引線的電消除了引線的電阻影響。阻影響。 或者采用四線制，即熱電阻的兩端各用兩根線接到電位差計(jì)上，通過電位差計(jì)的U，恒流電流I，可以得到電阻Rt。 變送器（transmitter）是把傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R(shí)別的信號(hào)（或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源）的轉(zhuǎn)換器。 對(duì)于直接把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的敏感原件，不必用變送器，如熱電偶。反饋部分 Kf放大器 K測(cè)量部分

8、Ki零點(diǎn)遷移零點(diǎn)調(diào)整圖1.3 模擬式變送器的構(gòu)成示意圖 在測(cè)量時(shí)，不能直接轉(zhuǎn)換為電壓的一般采用直流電橋或交流電橋的方式轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。 如熱電阻采用四邊形直流電橋： 當(dāng)輸出端接阻抗比較高的放大器時(shí)，電橋輸出端電流為零，此時(shí)有：)R(4411的電流通過RRVIi)R(3322的電流通過RRVIiibcVRRRRI41111V可以求出bc和dc之間的電位差：idcVRRRRI32222V輸出電壓為：iiibcdcVRRRRRRRRVRRRVRRR)(VVV324131424113220若要是電橋輸出電壓為零（電橋平衡）：需滿足：3142RRRR 變送器信號(hào)調(diào)整部分由：放大器、反饋電路和調(diào)零與零點(diǎn)遷移

9、電路組成。 被測(cè)參數(shù)X轉(zhuǎn)換成放大器可以接受的信號(hào)Zi，放大，反饋電路把變送器輸出的Y變成反饋信號(hào)Zf,在把調(diào)零與零點(diǎn)遷移電路產(chǎn)生的信號(hào)Z0一同放入放大器進(jìn)行比較，其差值由放大器進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)Y輸出。反饋部分 Kf放大器 K測(cè)量部分 Ki零點(diǎn)遷移零點(diǎn)調(diào)整圖1.3 模擬式變送器的構(gòu)成示意圖變送器的輸入輸出關(guān)系：)(10ZXKKKKYif上式可改寫為：ffiKKKZXKKKKY110當(dāng)KKf1時(shí)：上式為ffiKZXKKY0此時(shí)，變送器的輸入與輸出與放大器特性無關(guān)，只與測(cè)量和反饋特性有關(guān)。 Xmin=0時(shí)，稱為零點(diǎn)調(diào)整；當(dāng)Xmin0時(shí)，稱為零點(diǎn)遷移。，當(dāng)測(cè)量起始點(diǎn)由零變?yōu)檎禃r(shí)，稱為正遷移

10、；反之，負(fù)遷移。 零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移的方法：改變放大器輸入端上的調(diào)零信號(hào)Z0.(1)畢托管畢托管基本上是用在管道通風(fēng)系統(tǒng)，而且是基于兩端開口的管，一根管是迎著空氣流安裝，另一根管與氣流垂直安裝。(2)熱線式風(fēng)速計(jì)熱線式風(fēng)速計(jì)基本上用于通風(fēng)氣流的測(cè)量，該儀表靈敏度較高，適宜檢測(cè)很低速的流量，這使得它適用于空氣流動(dòng)的測(cè)量和導(dǎo)風(fēng)管內(nèi)流量的測(cè)量。(3)孔板孔板是基于管線或通風(fēng)管兩端的壓力差進(jìn)行檢測(cè)的，也就是流體通過一個(gè)節(jié)流孔而產(chǎn)生節(jié)流作用，從而達(dá)到測(cè)量壓力差的目的。(4)文丘里流量計(jì)除了在管線或通風(fēng)導(dǎo)管中部逐漸縮小形成一個(gè)狹窄小孔(而不是突變的小孔)，并且，在下游的小孔又逐漸地?cái)U(kuò)大這點(diǎn)之外，文丘里流量

11、計(jì)與孔板具有相似的工作原理。(5)渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)主要用于管道中的液體流量測(cè)量，但它易受磨損和卡塞，特別不適用于污濁的流體的測(cè)量。(6)旋渦流量計(jì)旋渦流量計(jì)適用于液體測(cè)量并具有很高的精度，其工作原理是基于由旋渦而產(chǎn)生壓力波動(dòng)的頻率，旋渦是由于流體沖擊垂直擋體而產(chǎn)生的，其頻率是與流體的流速成比例關(guān)系。(7)電磁流量計(jì)使用一個(gè)纏繞管線或輸入一個(gè)交變電流，穿過流體建立一個(gè)電磁場(chǎng)。(8)超聲波流量計(jì)超聲波流量測(cè)量的原理是基于多普勒效應(yīng)，通過流體微粒中反射聲波頻率的變化來測(cè)量流量。(1)機(jī)械濕度計(jì)這種濕度計(jì)是通過濕氣的吸收和解吸改變?cè)牧系捏w積來測(cè)量濕度，這是一種最早的濕度測(cè)量方法。(2)干濕球濕度

12、計(jì)把蒸餾過的濕芯線纏繞在一個(gè)普通的溫度傳感器上，可引起該溫度傳感器溫度(濕球溫度)降低，其干、濕球溫度差與相對(duì)濕度有一定的關(guān)系。(3)電容式濕度變送器電容式濕度變送器將空氣相對(duì)濕度變換為DC 010V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，這一輸出信號(hào)與空氣相對(duì)濕度成線性關(guān)系，傳送距離遠(yuǎn)，性能幾乎不需要維護(hù)。(1)超聲波運(yùn)動(dòng)傳感器(US)這種傳感器利用多普勒效應(yīng)，它用連續(xù)高頻(超聲)聲波充滿整個(gè)房間。(2)紅外運(yùn)動(dòng)傳感器(IR)通過感受運(yùn)動(dòng)紅外熱源，如人員、叉式升降機(jī)或其他的散熱物體，該傳感器能對(duì)室內(nèi)的照明或空調(diào)執(zhí)行相應(yīng)的開關(guān)作用。(3)基于紅外的人員計(jì)數(shù)器利用多普勒效應(yīng)感受反射光，即可計(jì)算通過該區(qū)域的人員數(shù)目。(1)煙霧

13、傳感器煙霧是一幢建筑內(nèi)最重要的危險(xiǎn)標(biāo)志之一。(2)感溫式探測(cè)器它是一種能在引燃階段后期檢測(cè)到環(huán)境溫度上升到某一預(yù)定值的“早中期發(fā)現(xiàn)”的探測(cè)器。(3)感光式探測(cè)器它利用檢測(cè)火焰的紅外光或紫外光進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)的，屬于“中期發(fā)現(xiàn)”探測(cè)器，分紅外火焰探測(cè)器和紫外火焰探測(cè)器，工程上常用作感煙探測(cè)器或感溫探測(cè)器的補(bǔ)充。(4)復(fù)合式探測(cè)器這是近年來新出現(xiàn)的一種探測(cè)器，主要為解決在某些環(huán)境中單一參數(shù)檢測(cè)不甚可靠的問題，主要有感煙感溫式探測(cè)器、感光感溫式和感煙感光式幾種類型。(5)可燃?xì)怏w探測(cè)器它主要是對(duì)環(huán)境氣體中的可燃性氣體濃度進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)對(duì)比測(cè)定而發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。1)電離式煙霧傳感器。2)光電式煙霧傳感器。

14、Wu Jin shunWu Jin shun變送器的作用與構(gòu)成變送器的作用與構(gòu)成儀表的功能：儀表的功能：變送器的作用與構(gòu)成變送器的作用與構(gòu)成變送器的作用與構(gòu)成變送器的作用與構(gòu)成0()1fDXXKYKK01ffDXXKK)zCx(KFKy011KF)(10zCxFy一、變送器的量程遷移和零點(diǎn)遷移一、變送器的量程遷移和零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移零點(diǎn)遷移0minx0minx二、溫度變送器二、溫度變送器兩線制兩線制溫度變送器的正確使用溫度變送器的正確使用三、差壓變送器三、差壓變送器氣動(dòng)單杠桿差壓變送器氣動(dòng)單杠桿差壓變送器溫度變送器的正確使用溫度變送器的正確使用電動(dòng)差壓變送器電動(dòng)差壓變送器四、智能變送器四、智能變

15、送器3.2.1自動(dòng)控制儀表的分類自動(dòng)控制儀表的分類1.按使用能源分類2.按結(jié)構(gòu)形式分類(1)電動(dòng)儀表電動(dòng)儀表是以電作為能源及傳送信號(hào)的儀表，傳送距離遠(yuǎn)，便于與計(jì)算機(jī)配合，在生產(chǎn)自動(dòng)化中被廣泛應(yīng)用。又分為：電氣（從被控介質(zhì)中取得能量）和電子式兩種。(2)自力式自動(dòng)控制儀表這種儀表不需要輔加能源，只是傳感器從被控介質(zhì)中取得能量，就足以推動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作（從被控介質(zhì)中取得能量） 。(1)基地式儀表這種儀表以指示、記錄儀表為主體，附加調(diào)節(jié)裝置而組成，即把變送、控制、顯示等部分裝在一個(gè)殼內(nèi)形成整體。(2)單元式組合儀表這種儀表根據(jù)自動(dòng)檢測(cè)與控制的要求，將整套儀表劃分為能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)一定功能的若干單元，單元之間統(tǒng)

16、一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)聯(lián)系。(3)組裝電子式調(diào)節(jié)儀表這種儀表是在單元組合儀表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的成套儀表裝置，它的基本組件是具有不同功能的功能模件。3.2.2模似控制器模似控制器1.自力式溫度控制器2.電氣式模擬控制器3.電子式模擬控制器(1)電氣式溫度控制器(2)電氣式壓力控制器如圖3-4所示，波紋管5承受被控介質(zhì)的壓力，其上產(chǎn)生的力作用在杠桿4的右端，杠桿左端承受給定彈簧1的反力。(1)斷續(xù)輸出的電子式模擬控制器(2)連續(xù)輸出的電子式控制器連續(xù)輸出的電子式控制器有比例P、比例積分PI、比例積分微分PID等控制規(guī)律，輸出信號(hào)為DC 010mA、DC 420mA、DC 010V等。1)兩位式電子模擬控制器

17、。2)三位式電子控制器。3)位式輸出的補(bǔ)償式控制器。1)連續(xù)輸出電子控制器的組成。2)連續(xù)輸出的補(bǔ)償式控制器。3)連續(xù)輸出的串級(jí)控制器。4)焓值控制器。3.2.3軟件控制器軟件控制器1.直接數(shù)字控制器(DDC)2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本控制算法3.可編程控制器(PLC-Programmable Logic Controller )4.現(xiàn)場(chǎng)控制單元的軟件結(jié)構(gòu)1)DDC系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快，能分時(shí)處理多個(gè)生產(chǎn)過程(被控參數(shù))，代替幾十臺(tái)模擬控制器，實(shí)現(xiàn)多個(gè)單回路的PID控制。2)DDC系統(tǒng)由被控對(duì)象(生產(chǎn)過程)、檢測(cè)變送器、執(zhí)行器和工業(yè)計(jì)算機(jī)組成，圖3-15是DDC系統(tǒng)的組成框圖。輸

18、入通道A/D：把傳感器或變送器送來的反映被控參數(shù)的模擬量(電阻、電流、電壓信號(hào))，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送往計(jì)算機(jī)。為了避免現(xiàn)場(chǎng)輸入線路電磁干擾和變送器交流噪聲，用濾波網(wǎng)絡(luò)對(duì)各輸入信號(hào)分別濾波(見DDC控制器框圖)。采樣器：在時(shí)序控制器作用下，以一定的速度按順序把輸入信號(hào)送入放大器，然后選擇送到A/D轉(zhuǎn)換器，變成數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)。輸出通道D/A：把經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成能控制執(zhí)行器動(dòng)作的模擬信號(hào)AO或數(shù)字信號(hào)DO。顯示報(bào)警：是直接數(shù)字控制器系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要功能，它能對(duì)生產(chǎn)過程的工況進(jìn)行監(jiān)控，以供操作人員監(jiān)視。(1)PID控制算法按照偏差信號(hào)的比例P(Proportional)、積

19、分I(Integral)和微分D(Derivative)進(jìn)行控制的PID算法，以其形式簡單、參數(shù)易于整定、便于操作而成為目前控制工程領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛、經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)成熟的基本控制算法。(2)改進(jìn)型PID控制算法在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，如果單純用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器去模仿模擬調(diào)節(jié)器，不會(huì)獲得更好的效果。1)增量型PID控制算法的輸出u(k)僅取決于最近3次的e(k)、e(k-1)和e(k-2)的采樣值，計(jì)算較為簡便，所需的內(nèi)存容量不大。2)由于微機(jī)輸出增量，所以誤動(dòng)作影響較小，必要時(shí)可用邏輯判斷的方法去掉。3)在手動(dòng)/自動(dòng)無擾動(dòng)切換中，增量型PID控制算法要優(yōu)于位置型PID控制算法。4)不產(chǎn)生積分失控，

20、所以能容易獲得較好的調(diào)節(jié)效果，一旦計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，則停止輸出u(k)，閥位大小保持發(fā)生故障前的狀態(tài)，對(duì)生產(chǎn)過程無影響。KP值的影響值的影響KP值過大（值過大（ 值過?。┲颠^小）系統(tǒng)反應(yīng)過于靈敏，容易造成過度調(diào)節(jié)，產(chǎn)生大幅振系統(tǒng)反應(yīng)過于靈敏，容易造成過度調(diào)節(jié)，產(chǎn)生大幅振蕩。蕩。KP值過小（值過?。?值過大）值過大）系統(tǒng)反應(yīng)過于遲鈍，調(diào)節(jié)時(shí)間長，余差大。系統(tǒng)反應(yīng)過于遲鈍，調(diào)節(jié)時(shí)間長，余差大。KP值（值（ 值）適中值）適中經(jīng)過少數(shù)幾個(gè)減幅振蕩后，逐漸趨于穩(wěn)定，有一定的經(jīng)過少數(shù)幾個(gè)減幅振蕩后，逐漸趨于穩(wěn)定，有一定的余差。余差。積分時(shí)間積分時(shí)間Ti的影響的影響Ti值過小值過小系統(tǒng)反應(yīng)過于靈敏，容易造成過

21、度調(diào)節(jié)，產(chǎn)生大幅系統(tǒng)反應(yīng)過于靈敏，容易造成過度調(diào)節(jié)，產(chǎn)生大幅振蕩。振蕩。Ti值過大值過大積分作用不明顯，調(diào)節(jié)時(shí)間長，余差大。積分作用不明顯，調(diào)節(jié)時(shí)間長，余差大。Ti值適中值適中經(jīng)過少數(shù)幾個(gè)減幅振蕩后，逐漸趨于穩(wěn)定，無余差經(jīng)過少數(shù)幾個(gè)減幅振蕩后，逐漸趨于穩(wěn)定，無余差。加入微分控制的目的：防止出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象。加入微分控制的目的：防止出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象。微分控制方法：輸出量與輸入偏差對(duì)時(shí)間的微分成正比微分控制方法：輸出量與輸入偏差對(duì)時(shí)間的微分成正比。根據(jù)被控參數(shù)變化的快慢進(jìn)行調(diào)節(jié)，屬超前控制根據(jù)被控參數(shù)變化的快慢進(jìn)行調(diào)節(jié)，屬超前控制。微分時(shí)間微分時(shí)間TD的影響的影響TD值過大值過大 系統(tǒng)反應(yīng)過于靈敏，調(diào)節(jié)時(shí)

22、間長，余差大，有時(shí)系統(tǒng)反應(yīng)過于靈敏，調(diào)節(jié)時(shí)間長，余差大，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)大幅振蕩。甚至?xí)霈F(xiàn)大幅振蕩。TD值過小值過小微分作用不明顯，超調(diào)量大微分作用不明顯，超調(diào)量大。TD值適中值適中 經(jīng)過少數(shù)幾個(gè)明顯減幅振蕩后，逐漸趨于穩(wěn)定。經(jīng)過少數(shù)幾個(gè)明顯減幅振蕩后，逐漸趨于穩(wěn)定。特別是對(duì)有較大滯后的系統(tǒng)作用尤為明顯特別是對(duì)有較大滯后的系統(tǒng)作用尤為明顯。1)積分項(xiàng)的改進(jìn)有如下方法：分離的PID控制算法。在PID控制中，積分的作用是為了消除殘差，提高控制性能指標(biāo)。但在過程的啟動(dòng)、結(jié)束或大幅度增減設(shè)定值時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)有較大的偏差，會(huì)造成PID運(yùn)算的積分積累，使得系統(tǒng)輸出的控制量超過執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生最大動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的極限

23、控制量，最終導(dǎo)致系統(tǒng)較大的超調(diào)、長時(shí)間波動(dòng)，甚至引起系統(tǒng)的振蕩。變速積分的PID控制算法。一般的PID控制中，積分系數(shù)KI是常數(shù)，所以，在整個(gè)控制過程中，積分增量保持不變。而系統(tǒng)對(duì)積分項(xiàng)的要求則是，偏差大時(shí)，積分作用減弱；偏差小時(shí)，積分作用增強(qiáng)。否則，會(huì)因?yàn)榉e分系數(shù)KI的數(shù)值取大了，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)，甚至積分飽和；反之，積分系數(shù)KI的數(shù)值取小了，造成了系統(tǒng)消除殘差過程的延長。2) 微分項(xiàng)的改進(jìn)方法如下：微分先行的PID控制算法。為了避免給定值的改變，給系統(tǒng)帶來的影響(如超調(diào)量過大、系統(tǒng)振蕩等)?？刹捎梦⒎窒刃械腜ID控制技術(shù)。它只對(duì)被控變量y(t)進(jìn)行微分，而不對(duì)偏差微分，即對(duì)給定值無微分作用

24、，消除了給定值頻繁升降給系統(tǒng)造成的沖擊。不完全微分PID控制算法。普通的PID控制算式，對(duì)具有高頻擾動(dòng)的生產(chǎn)過程，微分作用響應(yīng)過于靈敏，容易引起控制過程振蕩，降低調(diào)節(jié)品質(zhì)。尤其是計(jì)算機(jī)對(duì)每個(gè)控制回路輸出時(shí)間是短暫的，而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作又需要一定時(shí)間，如果輸出較大，在短暫時(shí)間內(nèi)執(zhí)行器達(dá)不到應(yīng)有的相應(yīng)開度，會(huì)使輸出失真。為了克服這一缺點(diǎn)，同時(shí)又要微分作用有效，可以在PID控制輸出串入一階慣性環(huán)節(jié)，這就組成了不完全微分PID調(diào)節(jié)器。3.3執(zhí)行器執(zhí)行器3.3.1膨脹閥1.熱力膨脹閥2.電子膨脹閥閥門作用閥門作用閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截?cái)?、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。閥

25、門的種類很多，且有多種分類方法：一、按用途和作用分類1、截?cái)嚅y類： 主要用于截?cái)嗷蚪油ń橘|(zhì)流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥等。2、調(diào)節(jié)閥類： 主要用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力等。包括調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥等。3、止回閥類： 用于阻止介質(zhì)倒流。包括各種結(jié)構(gòu)的止回閥。4、分流閥類： 用于分配、分離或混合介質(zhì)。包括各種結(jié)構(gòu)的分配閥和疏水閥等。5、安全閥類： 用于超壓安全保護(hù)。包括各種類型的安全閥。二、按主要參數(shù)分類1、按壓力分類(1) 真空閥 工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的閥門。(2) 低壓閥 公稱壓力PN1.6MPa的閥門。(3) 中壓閥 公稱壓力PN450的閥門。(2) 中溫閥 120t450的閥門。(3) 常溫閥 -40t120的閥門。(4) 低溫閥 -100t-40的閥門。(5) 超低溫閥 t-100的閥門。3、按閥體材料分類(1) 非金屬材料閥門 如陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門。(2) 金屬材料閥門 如銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門、鈦合金閥門鐵閥門、碳鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門。(3) 金屬閥體襯里閥門