文档介绍：3过程控制系统概述
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主要内容
被控过程削数学模犁
被控过程的数学模型是指过程的输入变量与输出变量之间定量关系的描述。
其中:过程的输入变量至输出变量的信号联系称为通道;
控制作用至输出变量的信号联系称为控制通道;
干扰作用至输出变量的信号联系称为干扰通道;
过程的输出为控制通道与干扰通道的输出之和。
被控过程
干扰作用
干扰变量
干扰通道
被控变量
控制侑用
被控变量
控制变量
控制通道
用于控制的数学模型(a、b)与用于工艺设计与分析的
数学模型(c)不完全相同
般是在
研究
在产品规格
工艺流程和设的目的是和产量已确定的
备尺寸等都确为了使所情况下,通过模
定的情况,研设计的控型计算,确定设
究对象的输入制系统达备的结构、尺寸
变量是如何影到更好的工艺流程和某些
响输出变量的。控制效果。工艺条件。
(b)
学模型的表达形
非参量模型
当数学模型是采用曲线或数据表格等来表示时,称为非参
量模型。非参量模型可以通过记录实验结果来得到,有时也可
以通过计算来得到。
特点:形象、清晰,比较容易看出其定性的特征
缺点:直接利用它们来进行系统的分析和设计往往比较困难
表达形式:对象在一定形式输入作用下的输出曲线或数据来表示
参量模型
当数学模型是采用数学方程式来描述时,称为参量模型。对象的
参量模型可以用描述对象输入、输出关系的微分方程式、偏微分方程
式、状态方程、差分方程等形式来表示。
被控过程的数学模型在过程控制中的作用:
全面、深入地掌握被控过程的数学模型是控制系统设计的基础。
。
、开发新型控制策略的必要条件。
4设计与操作生产工艺及设备时的指导。通过对生产工艺过程及相关设备
数学模型的分析或仿真,可以为生产工艺及设备的设计与操作提供指导。
。利用数学模型可以及时发现工业
过程中控制系统的故障及其原因,并提供正确的解决途径。
有自衡特性和无自衡特性
当原来处于平衡状态的过程出现千扰时,其输出量在无人或无控制装
置的干预下,能够自动恢复到原来或新的平衡状态,则称该过程具有自衡
特性,否则,该过程则被认为无自衡特性
具有自衡特性的过程及其阶跃响应曲线
进水量阶跃增大→水位升高→出水阀前的静压增大→出水量逐渐增
大→出水量等于进水量→水位处于新的平衡状态。
无自衡特性的过程及其阶跃响应曲线
?()
进水量阶跃增大→水位升高→出水量不随水位升高而增大(出水
量由水泵决定)→水位一直上升
非振荡过程的
在阶跃输入作用下,输出会出现多种形式。图中,a)、b)和c)为振荡过
程,d)和e)为非振荡过程。
衰减振荡的传递函数一般可表示为
Ke
(O
(T2s2+2sTs+1)
男有反向特性的过程
对过程施加一阶跃输入信号,若在开始一段时间内,过程输出先降后升
或先升后降,即出现相反的变化方向,则其为具有反向特性的被控过程。
h2()∠
H2(s)
h(r
(s)
H1()
h,(0)
锅炉汽包水位的变化过程为典型的具有反向特性的过程
禁汽
在给水量阶跃增大而燃料量和蒸汽负荷不变的情况下
由于蒸发率的降低,于是刚开始时水位会下降,然后才逐渐(汽包
上升。
给水