比值控制浙江大学PPT学习教案

1、会计学1 比值控制浙江大学比值控制浙江大学PPT课件课件 1、TC21的正反作用？ 2、描述控制过程? 3、PID参数如何整定？ 4、如果燃料油流量 波动很大，如何改进 控制系统？ 第1页/共41页 第2页/共41页 第3页/共41页 如果工艺介质流量波动很大，如何改进控制系统？ 第4页/共41页 第5页/共41页 第6页/共41页 第7页/共41页 1.控制器正反 作用的选择； 2.选择器(低选 器LS或高选 器HS)的选择； 3.如何防积分 饱和？ 第8页/共41页 如何避免两调节阀的频如何避免两调节阀的频 繁开闭以减少繁开闭以减少N2用量用量? VB 排空 N2 气源 N2 PT 41

2、PC 41 气关阀 气开阀 u Psp Pm VA 第9页/共41页 气 关 阀 气开阀 “B”“A” 100 阀开度(%) 0 0.02 0.058 0.10 调节阀气动信号（MPa） 0.062 1、控制阀引入不 灵敏区。 2、同时，控制器 引入调节死区 如何避免两调节阀的频繁开闭以减少N2用量? 第10页/共41页 1、假设VA为气关阀， VB为气开阀，确定控制器的正反作用？ 2、系统如何工作？ 对主参数的控制具有良好的动态品质。 通过设定Vsp可实现节能。 第11页/共41页 第12页/共41页 第13页/共41页 (2) 分析中和反应pH 控制困难的原因，并 提出改进方案 第14页/

3、共41页 I/P：电气转换器 u： 控制信号 pc：阀膜头气动压力信号 l： 阀杆位移 f： 阀流通面积 Rc：实际控制流量 第15页/共41页 100 80 60 40 20 020406080100 3.3 f 100 l 100 1 2 4 3 调节阀理想流量特性调节阀理想流量特性：当控 制阀两端差压恒定时，通过 控制阀的流量和阀杆位移之 间的函数关系。 ( )fl f 为相对流通面积；l 为阀杆 相对位移： n 线性阀线性阀（1）： n 等百分比阀或称对数阀等百分比阀或称对数阀（2）： n快开阀（3），抛物线阀（4） f K dl df fK dl df f 第16页/共41页 n 线

4、性阀 V f c u 1 1 (1) V fRu R 假设 01 1 ,1;30 VV uu ffR R n 等百分比阀 1u V fR 2 V V f c f u 020406080100 0 20 40 60 80 100 u, % f, % 对 数 阀 线 性 阀 第17页/共41页 调节阀实际流量特性分析 阀阻比阀阻比 S100：调节阀全开时的两端压降与系统总压降 之比，即 100 100 100 100 1 1 p p pp p S e e pS e pp pS p e p 0 Q p 第18页/共41页 100 80 60 40 20 020406080100 3.3 q 100

5、l 100 S100= 1 0.75 0.50 0.20 100 80 60 40 20 020406080100 3.3 q 100 l 100 S100= 1 0.80 0.50 0.20 线性阀的特性变异对数阀的特性变异 max max / /, / ccv Q Q qRRK l L 第19页/共41页 n 线性阀：线性阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv 与阀门开度无关；而随着管路系统阀阻比的减少 ，当开度到达50 70%时，流量已接近其全开时 的数值，即Kv随着开度的增大而显著下降。 n 对数阀：对数阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv 随着阀门开度的增大而增加；而随着管路系统阀

6、 阻比的减少， Kv 渐近于常数。 第20页/共41页 n 选择原则：选择原则： 仅当对象特性近似线性而且阀阻比大于 0. 60 以上（即调节阀两端的压差基本不 变），才选择线性阀，如液位控制系统 ；其他情况大都应选择对数阀。 第21页/共41页 第22页/共41页 ( ) m y f d u 补偿方法补偿方法：通过合理选择调节阀的流量特性，实现广义 对象增益的近似线性。 100 80 60 40 20 020406080100 3.3 f 100 l 100 1 2 4 3 第23页/共41页 过程稳态模型为： 1 () pFVV c RTTH R 1 V p VpFF HT K Rc RR

7、 对象增益： 讨论：由于对象增益存在非线性，当RF变化较大时， TC27的PID参数整定困难（为什么？）。如何通过增益 补偿，以减少对象非线性对控制回路的影响？ 第24页/共41页 可写出热平衡方程: 控制通道静态增益: 1 () pFVV c RTTH R 1 V p VpFF HT K Rc RR 第25页/共41页 可写出热平衡方程: 控制通道静态增益: 1 () pFVV c RTTH R 1 V p VpFF HT K Rc RR 从静态增益补偿的角度考虑： 第26页/共41页 补偿方法补偿方法：通过 引入串级控制方 式，克服副回路 中的非线性。 可克服因RF变化所引起的非线性吗？为

8、什么？ 第27页/共41页 讨论： （1）指出温度控制 回路所对应的广义 对象的输入输出； （2）为什么说，即 使RF发生大范围的 变化，TC27所涉及 的广义对象是近似 线性的？ 1 () pFVV c RTTH R 第28页/共41页 14 10HOH 14 10 10 pH pH H OH 反应方程式： 2 HOHH O 化学平衡： pH的定义：pH = lgH+ 第29页/共41页 14 1010 pHpH xOHH 定义 ： 第30页/共41页 广义对象特性分析 xOHH 第31页/共41页 仿真实验过程 (1)pHsp: 6.57.0 （ 在 60 min时） (2)F1: 301

9、5 L/min （在 110 min时 ） (3)pH1: 54.5 （在 160 min时） (4)pH2: 1110.5 （ 在 210 min时） 第32页/共41页 优缺点 分析 第33页/共41页 仿真实验过程 (1)pHsp: 6.57.0 （ 在 60 min时） (2)F1: 3015 L/min （在 110 min时 ） (3)pH1: 54.5 （在 160 min时） (4)pH2: 1110.5 （ 在 210 min时） 第34页/共41页 直接引入“非线性增益补偿”环节的方法可自由地实现控制系统开环增益的线性化。 第35页/共41页 中和剂量/升溶液 pH 010

10、20304050 7 6 5 4 3 8 9 10 11 控制点 非线性 控制器增益 线性化增益 pH 问题：如pH设定 值不在7.0，控制 性能会如何变化 ? 第36页/共41页 仿真实验过程 (1)pHsp: 6.57.0 （ 在 60 min时） (2)F1: 3015 L/min （在 110 min时 ） (3)pH1: 54.5 （在 160 min时） (4)pH2: 1110.5 （ 在 210 min时） 第37页/共41页 777 10()1010 pHpH ZOHHf pH 基本思想：通过控制中和过程的酸碱离子浓度，来间接控制 pH值；而Zm反映了中和管中的碱酸离子浓度差，当基本条件 不变时，它与碱液流量 F2 成正比，即广义对象