文档介绍：3 PID控制
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Outline
掌握调节阀的流量特性及开关选择原则
掌握单回路控制器“正反作用”的选择原则；
掌握单回路控制系统的常用性能指标；
掌握PID控制律的意义及与控制性能的关系。
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控制阀的选择
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控制阀概述
控制阀或执行器是过程计算机控制系统中的一个重要组成部分。它的作用是接收控制器送来的控制信号，改变被控介质的流量，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内。
执行器的动作是由调节器的输出信号通过各种执行机构来实现的。执行器由执行机构与调节机构构成，在用电信号作为控制信号的控制系统中，目前广泛应用以下三种控制方式，如下图所示。
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执行器的构成及控制形式
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执行器的分类：
① 按动力能源分类 分为气动执行器、电动执行器、液动执行器。气动执行器利用压缩空气作为能源，其特点是结构简单、动作可靠、平稳、输出推力较大、维修方便、防火防爆，而且价格较低；它可以方便的与气动仪表配套使用，即使是采用电动仪表或计算机控制时，只要经过电/气转换器或电/气阀门定位器，~，仍然可用气动执行器
② 按动作极性分类 分为正作用执行器和反作用执行器
③ 按动作行程分类 分为角行程执行器和直行程执行器
④ 按动作特性分类 分为比例式执行器和积分式执行器
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控制阀的选择内容：
口径大小
开闭形式
流量特性
结构型式
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口径大小的选择
控制阀口径大小直接决定着控制介质流过的能力。
原则：控制阀口径不宜选的太大，也不宜选的太小，留有余地。
控制阀口径大小通过计算控制阀流通能力的大小来决定，控制阀流通能力必须满足生产控制的要求并留有一定的余地。以通过阀的最大流量时阀的开度90%来验证。
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控制阀的选择
常用理想流量特性
1、控制阀理想流量特性主要是指阀的前、后压差恒定时，流体通过
阀门的流量与开度之间的关系。其中， 称为可调比，
一般 。
2、理想流量特性主要取决于阀芯的形状。
3、常用理想流量特性
1）线性特性——指控制阀相对流量与相对开度呈线性关系。
2）对数（等百分比）特性——指单位相对位移变化所引起的相对
流量变化与该点的相对流量成正比
关系。
3）快开特性——指单位相对唯一的变化所引起的相对流量变化与
该点相对流量值的倒数成正比关系。
4）抛物线特性——指单位相对位移变化所引起的相对流量变化与
该点相对流量值的平方根成正比关系。
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控制阀的选择
工作流量特性
1、串联管道中的工作流量特性
当控制阀串联安装于工艺管道时，由于整个工艺管路除控制阀外，
还有装置、设备、管道等都存在着阻力，该阻力损失随着通过管道的流
量成平方关系变化。因此，当系统有关工艺管路两端总压差 一定时，
控制阀上的压差就会随着流量的增加而减小。这种压差变化又会引起通
过控制阀的流量变化，从而使阀的理想流量特性转变为工作流量特性。
上述情形可用 值来描述：
式中， ——控制阀全开时的压降；
——包括控制阀在内的全部管路系统总压降。
系数s值一方面反映了工艺生产过程的能耗, s 值越大能耗也越大；
另一方面反映了理想流量特性畸变的程度。 s 值越小，分配到控制阀上
的压降越小，流量特性曲线下移，畸变越严重。一般设计要求 s 值不小
。
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