控制系统反馈

1、控制系统的方框图用方块图来表示控制系统的组成和作用，能 够更清楚地表示出控制系统中各个组成部分之 间的相互影响和信息联系。参比信号 （设定点）控制信号操纵变量干扰作用（干扰变呈）反馈系统的输出变量是披控变量，但是它经过 测量元件和变送器后。又返回到系统的输入端, 与给定值进行比较。这种把系统（或坏节）的 输出信号直接或经过一些环节重新返 回 到 输人 端的做法叫做反馈。负反馈与 正反馈-”，而在给定值ys旁有一个正号从图中可以看到，在反馈信号ym旁有一个 负号“以ym为负值, y mo馈t言负反馈的信“ + ”（正号可以省略），这里正和负的意 思是在比较时，以ys为正值， 则调节器的偏差信号e

2、二ys - 号ym取负值，所以叫 号能够使原来的信号减弱。如果反馈信号ym不取负值，而取正值. 反馈信号使原来的信号加强，另卩么就叫做此时偏差信号e二ys + ym。负反馈应用在 自动控制系统 中都采用负反馈。因为 只有负反馈，才能j吏被控变量y受到干扰的 影响而升高时，反馈信号ym将升高，经比较 而到调节器的偏差信号e将降低，此时调节 器发出调节信号而使调节阀的开度发生变 化，变化的方向为负. 从而使被控变量下 降回到给定值. 这样就达到了控制的 目的。如果采用正反馈，那么 控制作用不仅 不矣皂克服干扰的影响，反而是推波助澜， 即当 被控变量受到 干扰升高时，ym亦升高, 调节阀的动作方向是

3、使被控变量进一步升高，而且只要有一点微小的偏差。调节作 出了安全范围而破坏生产。所以控制系统用就会使偏差越来越大,直至被控变量超绝对不能单独来用正反馈o气动执行器有气开式与气关式两种型式：1、气关式有压力信号时阀关、无信号压力时阀开。2、气开式有压力信号时阀开、无信号压力时阀关。气开、气关的选择主要从工艺生产上安全要求出发。选择原则：信号压力中断时，应保证设备和操作人员 的安全。如果阀处于打开位置时危害性小，则应选用 气关式，以使气源系统发生故障，气源中断时，阀门 能自动打开，保证安全。反之，阀处于关闭时危害性 小，则应选用气开阀。控制系统是具有被控变量负反馈的 闭环系统o也就是说,咬口果r被

4、控变量*值偏咼，则控制作用应使之降低；相反，如果被控 变量值偏低.则控制作用应使之升高。控 制作用对被控变量的影响应与干扰作用对 被控变量的影响相反，才備4吏被控变量值 回复到给定值。因此，就有一个作用方向 的问题。在控制系统中. 不仅是控制器. 而且 被往对象、测量元件及变送器和执行器都 有各自的作用方向。它们使总的作用方向 构成正反馈，则控制系统 不但不矣皂起控制 作用. 反而破坏了 生产过 程的稳定。所以，在系统投运前必须注意 检查各环节的作用方向，其过改变控制器的正. 反作用，以保证整个 控制系统是一个具有负反馈的闭环系统。测量元件及变送器作用方向对于测量元件及变送器其作用方向一股都是

5、“正”的，因为当彼控 的，所以在考虑整个控制系统的作用 方向时，可不考虑测量元件及变送器 的作用方向（因为它总是“正”的）o变量增加时,其输出量一般也是增加执行器的作用方向对于执行器. 它的作用方向取决于是 气开阀还是气关阀。当控制器输出信号（即执行器的输入信号）增加时，气开阀 的开度增加，因 而流过阀的流体流量也增 加，故气开阀是“正”方向。反之、由干 当气关阀接收的信号增加时, 流过阀的流 体流量反而减少，所以是 “反” 方向。披控对象的作用方向对于被控对象的作用方向，贝!j当操纵变量增加时. 被控变量也增加 的对象属于“正作用”的。反之， 披控变量随操纵变量的增加而降低 的对象属于“反作

6、用”的。调节器作用方向由 于调节器的输出决定于被控变量的测量值与给定值之差，所以被控变量的测 量值与给定值变化时，对输 出的作用方向 是 相反的。对于控制器的作用方向是这样规定的:当给定值不变,披控变量测量值增加时,调节器的输出也增加，称为“正作用”方向. 或当测量值不变，给定值减小时，调 节器的输出增加的称为“正作用”方向。反之,如果测量值增加（或给定值减小）时，调节器的输出减小的称为“反作用”加热炉 出 口 温度控勺分析:1、对象是“正”作用方向1、加热炉-被 控对象2、燃料气流量-操纵变量3、被加热的原料 油出口温度 被控变量。分析:1、对象是“正”作用方向为了保证由对象、结论:执行器与

7、调节器所组成的阀门是关小的）.使炉温降下来当操纵变量燃斜气流 量增加时，被控变量是增 加的。2、执行器是“正” 作用方向 从工艺安全 条件 出发选定执行器是气 开阀（停气时关闭），以 免当气源突然断气时，控 制阀大开而烧坏炉子。系坑是负反馈的，调节器就应该选为 “反” 作用。这样才育皂当炉温升高时. 调节器tc的输出减小，因而关 小燃料气的阀门（因为是气开阀，当输入信号减小时,液位控制系统1、执行器是“正”方向执行器采用气开阀，在一旦停 止供气时，阀门自动关 闭，以免物料全部流走。2、对象的作用方向是“反”.当调节阀开度增加时.液位是下 降的。调节器的作用方向必须为 “正”， 才能使当液位升高

8、时，lc输出增加，从 而扌丁开出口阀，使液位降下来。调节器的正、 反作用可以通过 改变调节器上的 正.反作用开关 自行选择，一台 正作用的调节 器.只耍x各其测 量值与给定值的 输入线互换一下, 就成了反作用的 调节。ie医柞用开羌 i1 i ijft 制7-17控制珮正-原件用开关示竄例:单闭环比值控制系统与串级控制系统的区别区别：串级控制系统有两个闭合回路，而单闭环比 值控制系统只有一个回路，其中主变量没有构成回 路，主变量是不受限制的；串级控制系统的副变量 对主变量有影响，而单闭环比值控制系统中的副变 量的变化不影响到主变量；另外，串级控制系统有 两个调节器，单闭环比值控制系统有一个调节

9、器, 一个比值器组成。串级控制系统中主副控制器的正反作用1. 副调节器的作用方向与副对象的特征、控 制阀的气开、气关型式有关，其选择方法 与单回路控制系统相同，使副回路成为一 个负反馈系统原则来确定的。2. 主控制器作用方向的选择可按下述方法进行: 主、副变量在增加（或减小）时，如果要求控 制阀的作用方向是一致的，则主控制器应选择“反”作用的;反之,则应选“正”作用的。如果将副回路看作是构成主回路的一个环节 时，其方块图如下图所示。缴定复丽霜住揑輸d画嗣 別变童t主对萋图8-2串级控制系统简化方块图从图中可知:副回路环节的特性总是“正”作 用方向的。在主回路中，由于副回路、主测量变 送这两面个环节的特性总是“正”的，所以为了 使整个主回路构成负