液位串级控制系统课件

模块一液位串级控制方案

湖州职业技术学院机电工程分院项目二液位串级控制系统1模块一湖州职业技术学院机电工程分院项目二1一、实践体验—单回路控制不足

（1）以下水箱的液位控制为目标，组成如下图所示的单回路控制系统，按照单回路参数整定方法对控制器的参数进行整定，并正确地投入运行。（2）正常运行后，对进水量加10%左右的干扰，观察、记录下过渡过程曲线。

双容液位定值控制系统1、实验任务

2一、实践体验—单回路控制不足（1）以下水箱的2（1）对比控制系统未加流量干扰与加流量干扰时的最大动态偏差和静态偏差大小？（2）有何方法解决单回路控制系统因流量干扰而带来的控制品质下降？试着做一做。

注意事项：应认真调节好二个水箱的进、出水阀的开度，以使水箱的液位能稳定在某一确定值上。否则，实验无法正常开展。一、实践体验—单回路不足

2、实验要求

3（1）对比控制系统未加流量干扰与加流量干扰时的最3指标对象稳定性调节时间动态偏差单容好短小双容较差较长较大1）性能对比一、实践体验—单回路不足

3、实验总结

4指标稳定性调节时间动态偏差单容好4一、实践体验—单回路不足

3、实验总结

双容控制3、具体实施？1、什么原因？2、如何解决？5一、实践体验—单回路不足3、实验总结双容控制3、具体实5二、知识学习——对象特性及建模

对象特性输入量输出量流入量+流出量被控变量1、对象特性概念6二、知识学习——对象特性及建模对象特性输入量输出量流入量6单容对象1、对象特性概念对象特性类型对象的输入参数和输出参数达到平衡时的相互关系。静态对象的输出参数在输入参数影响下的变化过程相互。动态时滞对象双容对象典型7单容对象1、对象特性概念对象特性类型对象的输入参数和输出参72、对象动态特性的基本类型1）单容对象无自衡特性水槽无自衡特性水槽的飞升曲线82、对象动态特性的基本类型1）单容对象无自衡特性水槽无82、对象动态特性的基本类型1）单容对象有自衡特性水槽有自衡特性水槽的飞升曲线92、对象动态特性的基本类型1）单容对象有自衡特性水槽有92）时滞对象蒸汽直接加热器蒸汽加热器的飞升曲线102）时滞对象蒸汽直接加热器蒸汽加热器的飞升曲线10102、对象动态特性的基本类型3）双容对象双容对象飞升曲线112、对象动态特性的基本类型3）双容对象双容对象飞升曲线11双容对象单容对象3）双容对象12双容对象单容对象3）双容对象12124）多容对象特性1～6个相同容量的对象飞升特性具有容量和纯滞后的对象飞升特性134）多容对象特性1～6个相同容量的对象飞升特性13因素对象时间常数滞后时间外界干扰单容时间常数小，调节及时。滞后时间小，系统较稳定。干扰小，系统稳定，静态偏差小。双容时间常数大，调节时间较长。滞后时间大，系统稳定较差，容易波动。干扰大，系统易振荡，静态偏差大。3、单双容对象特性对比14时间常数滞后时间外界干扰14系统特点：可快速克服进水流量干扰对被控变量的影响，且方法简便、易于实现。三、解决方法1、稳定进口流量15系统特点：可快速克服进水流量干扰对被控变量的影15三、解决方法2、稳定上水箱液位系统特点：可克服进水流量干扰及上水箱其它干扰对被控变量的影响，且方法简便、易于实现。综合性能较好。16三、解决方法2、稳定上水箱液位系统特点：可克服16三、解决方法不足设备较多17三、解决方法不足设备较多17173、控制方法改进三、解决方法183、控制方法改进三、解决方法1818三、解决方法4、液位串级控制系统特点：控制效果好，费用低。但调试略为麻烦。19三、解决方法4、液位串级控制系统特点：控制效果好19串级控制方框图副回路——由副调节器、调节阀、副对象、副测量变送器组成的回路称为副回路。主回路——整个串级控制系统包括主对象、主调节器、副回路等效环节和主变量测量变送器，称为主回路，又称主环或外环。3、液位串级控制20串级控制方框图副回路——由副调节器、调节阀、副20四、小结，学生课后自学布置

1、小结

通过本次课学习，在能力应达到：1）掌握串级控制系统的结构和组成原理，能正确分析串级控制系统。2）能绘制规范的控制系统结构图和方框图。2、作业布置1）串级控制系统中的主、副回路如何区分？作用各是什么？2）串级控制系统的控制质量一定比单回路好？请说明理由。

3）锅炉液位是一单容对象，为克服进水流量的干扰，应采用怎样的控制方案？

21四、小结，学生课后自学布置1、小结通过本次21模块一液位串级控制方案

湖州职业技术学院机电工程分院项目二液位串级控制系统22模块一湖州职业技术学院机电工程分院项目二22一、实践体验—单回路控制不足

（1）以下水箱的液位控制为目标，组成如下图所示的单回路控制系统，按照单回路参数整定方法对控制器的参数进行整定，并正确地投入运行。（2）正常运行后，对进水量加10%左右的干扰，观察、记录下过渡过程曲线。

双容液位定值控制系统1、实验任务

23一、实践体验—单回路控制不足（1）以下水箱的23（1）对比控制系统未加流量干扰与加流量干扰时的最大动态偏差和静态偏差大小？（2）有何方法解决单回路控制系统因流量干扰而带来的控制品质下降？试着做一做。

注意事项：应认真调节好二个水箱的进、出水阀的开度，以使水箱的液位能稳定在某一确定值上。否则，实验无法正常开展。一、实践体验—单回路不足

2、实验要求

24（1）对比控制系统未加流量干扰与加流量干扰时的最24指标对象稳定性调节时间动态偏差单容好短小双容较差较长较大1）性能对比一、实践体验—单回路不足

3、实验总结

25指标稳定性调节时间动态偏差单容好25一、实践体验—单回路不足

3、实验总结

双容控制3、具体实施？1、什么原因？2、如何解决？26一、实践体验—单回路不足3、实验总结双容控制3、具体实26二、知识学习——对象特性及建模

对象特性输入量输出量流入量+流出量被控变量1、对象特性概念27二、知识学习——对象特性及建模对象特性输入量输出量流入量27单容对象1、对象特性概念对象特性类型对象的输入参数和输出参数达到平衡时的相互关系。静态对象的输出参数在输入参数影响下的变化过程相互。动态时滞对象双容对象典型28单容对象1、对象特性概念对象特性类型对象的输入参数和输出参282、对象动态特性的基本类型1）单容对象无自衡特性水槽无自衡特性水槽的飞升曲线292、对象动态特性的基本类型1）单容对象无自衡特性水槽无292、对象动态特性的基本类型1）单容对象有自衡特性水槽有自衡特性水槽的飞升曲线302、对象动态特性的基本类型1）单容对象有自衡特性水槽有302）时滞对象蒸汽直接加热器蒸汽加热器的飞升曲线312）时滞对象蒸汽直接加热器蒸汽加热器的飞升曲线10312、对象动态特性的基本类型3）双容对象双容对象飞升曲线322、对象动态特性的基本类型3）双容对象双容对象飞升曲线32双容对象单容对象3）双容对象33双容对象单容对象3）双容对象12334）多容对象特性1～6个相同容量的对象飞升特性具有容量和纯滞后的对象飞升特性344）多容对象特性1～6个相同容量的对象飞升特性34因素对象时间常数滞后时间外界干扰单容时间常数小，调节及时。滞后时间小，系统较稳定。干扰小，系统稳定，静态偏差小。双容时间常数大，调节时间较长。滞后时间大，系统稳定较差，容易波动。干扰大，系统易振荡，静态偏差大。3、单双容对象特性对比35时间常数滞后时间外界干扰35系统特点：可快速克服进水流量干扰对被控变量的影响，且方法简便、易于实现。三、解决方法1、稳定进口流量36系统特点：可快速克服进水流量干扰对被控变量的影36三、解决方法2、稳定上水箱液位系统特点：可克服进水流量干扰及上水箱其它干扰对被控变量的影响，且方法简便、易于实现。综合性能较好。37三、解决方法2、稳定上水箱液位系统特点：可克服37三、解决方法不足设备较多38三、解决方法不足设备较多17383、控制方法改进三、解决方法393、控制方法改进三、解决方法1839三、解决方法4、液位串级控制系统特点：控制效果好，费用低。但调试略为麻烦。40三、解决方法4、液位串级控制系统特点：控制效果好40串级控制方框图副回路——由副调节器、调节阀、副对象、副测量变送器组成的回路称为副回路。主回路——整个串级控制系统包括主对象、主调节器、副回路等效环节和主变量测量变送器，称为主回路，又称主环或外环。3、液位串级控制41串级控制方框图副回路——由副调节器、调节阀、副41四、小结，学生课后自学布置

1、小结

通过本次课学习