文档介绍：第一节自动控制系统的组成
第二节自控系统的方块图
第三节过渡过程和品质指标
第6章自动控制系统概述
第一节自动控制系统的组成
进料口
执行器
变送器
调节器
进料口
执行器
变送器
调节器
进料口
执行器
变送器
控制站
控制系统的 4 个基本环节:
被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器
几个常用术语:
(1)被控对象需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象,简称对象。
(2)被控变量对象内要求保持一定数值(或按某一规律变化)的物理量称为被控变量。
(3)控制变量(操纵变量) 受执行器控制,用以使被控变量保持一定数值的物料或能量称为控制变量或操纵变量。
(4)干扰(扰动) 除控制变量(操纵变量)以外,作用于对象并引起被控变量变化的一切因素称为干扰。
(5)设(给)定值工艺规定被控变量所要保持的数值。
(6)偏差偏差本应是设定值与被控变量的实际值之差。但能获取的信息是被控变量的测量值而非实际值,因此,在控制系统中通常把设定值与测量值之差定义为偏差。
第二节自动控制系统的方块图:
调节器
被控对象
测量变送装置
+
-
SP
执行器
4~20mA
4~20mA
控制器
被控对象
测量变送装置
+
-
SP
执行器
4~20mA
4~20mA
D/A
A/D
数字信号
一、信号和变量:
二、自动控制系统方块图:
调节器
被控对象
测量变送装置
+
-
SP
执行器
调节器
+
-
SP
广义对象
执行器、被控对象及测量变送环节统称为广义对象
固定因素
补偿因素
系统运行的基本要求:
自动控制系统的(最)基本要求是系统运行必须是稳定的
反馈是控制系统的输出(即被控变量)通过测量变送返回到控制系统的输入端,并与设定值比较的过程。
负反馈:反馈的结果使系统的输出减小的反馈类型
正反馈:反馈的结果使系统的输出增加的反馈类型
工业控制系统一般情况下都应为负反馈。
三、反馈:
闭环与开环
闭环——系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系统称为闭环系统,此时系统根据设定值与测量值的偏差进行控制,直至消除偏差。
调节器
被控对象
测量变送装置
+
-
SP
执行器
开环——系统的输出没有被反馈回输入端,执行器仅只根据输入信号进行控制的系统称为开环系统,此时系统的输出与设定值与测量值之间的偏差无关。
要实现自动控制,系统必须闭环。
闭环控制系统稳定运行的必要条件是负反馈。
正作用与反作用(如何保证系统是负反馈的)
输出信号随输入信号的增加而增加的环节称为正作用环节
输出信号随输入信号的增加而减小的环节称为反作用环节
例如:对于调节器来说,测量值增大,输出增大,称为正作用调节器
能否构成负反馈系统和系统中各环节的特性有关
液位
调节器
液体储槽
液位变送器
+
-
SP
执行器
进料口
执行器
变送器
调节器
“反”
“正”
“正”
“正”
“反”
“反”
由于被控对象和执行器的特性是由实际的工艺现场条件决定的,所以应当通过控制器的正、反作用特性来满足系统负反馈的要求。
四、自动控制系统的分类
(一)按设定值的特点区分
(即将控制系统按照工艺过程需要控制的被控变量数值是否变化和如何变化来分类):
1、定值控制系统:设定值是由工艺要求给出的不变常数
通常要求被控变量尽量与设定值保持一致。
2、随动控制系统:设定值随时间不断发生变化
(自动跟踪系统)通常要求被控变量尽可能地与设定值一起变化。
3、程序控制系统:可以理解为随动控制设定值是一个已知时间函数
(顺序控制系统)即生产技术指标按一定时间程序变化