基本控制規(guī)律例題分析

——基本控制規(guī)律例題分析《化工儀表與自動化控制》工作單位：山東輕工職業(yè)學(xué)院主講：石飛例題分析11例題分析22目錄一、例題分析1

1.目前,在化工生產(chǎn)過程中的自動控制系統(tǒng),常用控制器的控制規(guī)律有位式控制、比例控制、比例積分控制、比例微分控制和比例積分微分控制。試綜述它們的特點及使用場合。解：列表分析如下:（a）（b）（c）（d）一、例題分析1控制規(guī)律輸入e與輸出p(或Δp)的關(guān)系式階躍作用下的響應(yīng)（階躍幅值為A）優(yōu)缺點適用場合位式P=pmax(e>0)P=pmin(e<0)結(jié)構(gòu)簡單;價格便宜;控制質(zhì)量不高;被控變量會振蕩對象容量大,負荷變化小,控制質(zhì)量要求不高,允許等幅振蕩比例（P）Δp=KCe(a)圖結(jié)構(gòu)簡單;控制及時;參數(shù)整定方便;控制結(jié)果有余差對象容量大,負荷變化不大、純滯后小,允許有余差存在,例如一些塔釜液位、貯槽液位、冷凝器液位和次要的蒸汽壓力控制系統(tǒng)等比例積分PI式(9-11)(b)圖能消除余差;積分作用控制緩慢;會使系統(tǒng)穩(wěn)定性變差

對象滯后較大,負荷變化較大,但變化緩慢,要求控制結(jié)果無余差。此種規(guī)律廣泛應(yīng)用于壓力、流量、液位和那些沒有大的時間滯后的具體對象一、例題分析1控制規(guī)律輸入e與輸出p(或Δp)的關(guān)系式階躍作用下的響應(yīng)（階躍幅值為A）優(yōu)缺點適用場合比例微分PD式(9-27)(c)圖響應(yīng)快、偏差小、能增加系統(tǒng)穩(wěn)定性;有超前控制作用,可以克服對象的慣性;控制結(jié)果有余差對象滯后大,負荷變化不大,被控變量變化不頻繁,控制結(jié)果允許有余差存在比例積分微分PID式(9-28)(d)圖控制質(zhì)量高;無余差;參數(shù)整定較麻煩對象滯后大;負荷變化較大,但不甚頻繁;對控制質(zhì)量要求高。例如精餾塔、反應(yīng)器、加熱爐等溫度控制系統(tǒng)及某些成分控制系統(tǒng)一、例題分析1(9-11)（9-27）（9-28）二、例題分析2

2.對一臺比例積分控制器作開環(huán)試驗。已知KC=2，TI=0.5min。若輸入偏差如圖9-21所示,試畫出該控制器的輸出信號變化曲線。圖9-21輸入偏差信號變化曲線二、例題分析2解：對于PI控制器,其輸入輸出的關(guān)系式為

將輸出分為比例和積分兩部分,分別畫出后再疊加就得到PI控制器的輸出波形。比例部分的輸出為當(dāng)KC=2時,輸出波形如圖9-22(a)所示。積分部分的輸出為二、例題分析2圖9-22輸出曲線圖當(dāng)KC=2,TI=0.5min時

在t=0～1min期間,由于e=0,故輸出為0。在t=1～3min期間,由于e=1,所以t=3min時,其輸出

在t=3～4min期間,由于e=-2,故t=4min時,其積分總輸出故ΔpI輸出波形如圖9-22(b)