第二章 过程建模与过程检测控制仪表

第二章过程建模和过程

检测控制仪表主要内容1、过程建模（**）2、过程变量检测与变送（*）4、其它数字式过程控制仪表3、过程控制仪表ProcessControlSystemWangyuyuki1120@基本概念1被控过程（对象）：指正在运行中的多种多样的被控制的生产工艺设备。数学模型：指过程在各输入量的作用下，其相应输出量变化的函数关系数学表达式。

参数模型：即用数学方程来表示（方便，描述形式有：微分方程、传递函数、差分方程、脉冲响应函数、状态方程等）。

过程的数学模型的两种描述形式：

非参数模型：即用曲线或数据表格来表示（形象、直观，但对进行系统的设计和综合不方便）。阶跃响应曲线、脉冲响应曲线、频率特性曲线。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@过程通道----被控过程输入量与输出量之间的信号联系。控制通道：控制作用与被控变量之间的信号联系通道。扰动通道：扰动作用与被控变量之间的信号联系通道。

外部扰动----其他的输入量则称为扰动作用(f1(t)～

fn(t))。外部扰动对过程控制也有很大影响。

内部扰动（基本扰动）----通常是一个可控性良好的输入量，选作为控制作用，即调节器的输出量(u(t))作为控制作用。基本扰动作用于闭合回路内，所以对系统的性能起决定作用。基本概念2ProcessControlSystemWangyuyuki1120@基本概念3多入单出的系统：

通常选一个可控性良好的输入量u(t)作为控制作用，其余的输入量则称为扰动作用。多入多出的系统：

几个输入量将同时影响两个或两个以上的被控量，可采用解耦控制等方法解除影响。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@被控对象动态特性的特点

被控对象所进行的过程几乎都离不开物质或能量的流动。流入量：从外部流入对象内部的物质或能量流量。流出量:从对象内部流出的流量。

被控过程大多属于慢过程，被调量的变化十分缓慢

被控对象具有纯延迟，即传输延迟。

被控对象的动态特性是不振荡的。

被控对象本身是稳定的或中性稳定的。（自衡与非自衡）

被控对象往往具有非线性特性。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@0tx(t)0tx(t)0ty(t)y(t)0t过程的阶跃响应曲线：

表示在输入扰动x（其实应该是u或f）作用下，输出y（被控量）的具有时延的响应。

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@自衡过程与非自衡过程

如液位系统，出口阀不控，入口流量变化后，液位为自衡过程；若出口加泵，为非自衡过程。

自衡过程----指过程在扰动作用下，其平衡状态被破坏后不需要操作人员或仪表等干预，依靠其自身重新恢复平衡的过程。

非自衡过程-----指过程在扰动作用下，其平衡状态被破坏后不需要操作人员或仪表等干预，依靠其自身不能重新恢复平衡的过程。

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@过程数学模型及其建立方法建立数学模型的目的:

建立工业过程优化操作方案

制订控制系统的设计方案，进行仿真研究

进行控制系统的调试和调节器参数的整定

设计工业过程的故障检测与诊断系统

制订大型设备启动和停车的操作方案

设计工业过程运行人员培训系统ProcessControlSystemWangyuyuki1120@被控对象数学模型的表达形式和利用方式表达形式：

按系统的连续性划分：连续系统模型、离散系统模型按模型的结构划分:输入输出模型、状态空间模型（二次型最优控制）

按论域划分：时域表达-阶跃响应、脉冲响应（预测控制）频域表达-传递函数（PID控制、自适应控制）利用方式：

离线在线

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@对被控对象数学模型的要求

根据实际应用情况提出适当要求ProcessControlSystemWangyuyuki1120@几种控制方式最优控制----目的在于使一个机组、一台设备、或一个生产过程实现局部最优。最优控制问题核心是选择控制函数u(f)，使得某一性能指标达到最小或最大值。自适应控制----能适应被控过程参数(或环境条件)的变化，自动修正控制器参数(控制算法)以补偿被控过程特性变化的一种控制。调节器参数整定----系统整定的实质，就是通过改变控制参数使调节器特性和被控过程特性配合好，来改善系统的动态和静态特性，求得最佳的控制效果。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@过程数学模型的求取方法方法二：实验法建模（过程辨识法）,即根据过程输入、输出数据，通过过程辨识与参数估计的方法建立被控过程的数学模型。方法一：机理分析法，即根据过程的内在机理，通过静态与动态物料平衡和能量平衡关系求取过程的数学模型。方法三：上两种方法的结合，即先通过机理分析确定模型的结构形式，再通过实验数据来确定模型中各系数的大小。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@机理分析法建模

当对一个系统的工作机理有了清楚全面的认识，而且过程能用成熟的理论进行描述时，便可采用机理法建模。根据基本的物理定律从系统内部工作过程的机理出发,建立系统数学模型的方法称为机理法或“白盒法”。它具有较严密的理论依据，在任何状态下使用都不会引起定性的错误。建模时，首先对系统进行分析和类比，再作出一些合理的假设，以简化系统并为建模提供一定的理论依据，然后再根据基本的物理定律（如质量守恒、能量守恒、动量守恒等）建立相应的数学模型。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@机理推导的几类数学模型

集中参数过程-----单个控制参数的过程控制分布参数过程-----多个控制参数的过程控制多级过程------控制过程有多个控制步（相当于离散系统）ProcessControlSystemWangyuyuki1120@物料（或能量）平衡关系动态物料（或能量）平衡关系：单位时间内进入被控过程的物料（或能量）减去单位时间内从被控过程流出的物料（或能量）等于被控过程内物料（或能量）存储量的变化率。

静态物料（或能量）平衡关系：单位时间内进入被控过程的物料（或能量）等于单位时间内从被控过程流出的物料（或能量）。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@（一）自衡过程建模1、单容过程-----只有一个储蓄容量的过程A=C输入q(t)输出h(t)b）阶跃响应ProcessControlSystemWangyuyuki1120@模型推导1动态物料平衡关系及其增量形式：物理原理：其中，R2为阀门2的阻力，称为液阻或流阻。

-----流入量，控制过程的输入变量-----流出量，中间变量

h

-----液位，控制过程的输出变量ProcessControlSystemWangyuyuki1120@模型推导2由式(*)可画出框图如图所示。即

令过程容量C=A

消去中间变量，及拉氏变换后，有ProcessControlSystemWangyuyuki1120@模型推导3容量或容量系数-----被控过程都具有一定贮存物料或能量的能力，其贮存能力的大小,称为容量或容量系数。其物理意义是：引起单位被控量变化时被控过程贮存量变化的大小。CsR2H(s)+H(s)=R2Q1(s),故单容过程的数学模型为：

式中，TO=R2C为液位过程的时间常数,C为容量系数(或容量)。K0=R2,为液位过程的放大系数。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@双容过程的建模（一）自衡过程建模2、双容过程b）阶跃响应输入输出ProcessControlSystemWangyuyuki1120@模型推导1其被控量是第二只水箱的液位h2，输入量为q1。根据物料平衡关系可以列出下列方程：

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@模型推导2双容过程的数学模型为：T1—第一只水箱的时间常数，T1=R2C1

；T2—第二只水箱的时间常数，T2=R3C2；K0—过程的放大系数，K0=R3；C1、C2—分别为两只水箱的容量系数。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@3、具有纯滞后单容过程的数学模型（一）自衡过程建模ProcessControlSystemWangyuyuki1120@其数学模型为：模型推导T0—过程的时间常数，T0=R2C；K0—过程的放大系数，K0=R2；—过程的纯滞后时间。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@（二）无自衡过程建模1、单容过程b）阶跃响应ProcessControlSystemWangyuyuki1120@模型推导在自衡过程下，有

而在无自衡过程下，将出口阀2换成定量泵，这样，其流出量q2与液位h无关，即这里△q2=0。传递函数：

带有纯滞后的过程ProcessControlSystemWangyuyuki1120@2、双容过程（二）无自衡过程建模b）阶跃响应ProcessControlSystemWangyuyuki1120@模型推导数学模型为：Ta—双容过程积分时间常数，Ta=C2

；T—第一只水箱的时间常数。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@3、滞后过程

无自衡多容过程具有纯滞后时，则其数学模型为：（二）无自衡过程建模ProcessControlSystemWangyuyuki1120@e.g.推导无自衡单容纯滞后过程的数学模型（h为输出量，q1为输入量，管道传输速度为v）ProcessControlSystemWangyuyuki1120@自衡过程单容、双容、多容及纯滞后对象数学模型：总结1ProcessControlSystemWangyuyuki1120@无自衡过程单容、双容、多容及纯滞后对象数学模型

：总结2ProcessControlSystemWangyuyuki1120@试验法建模定义：是在实际的生产过程（设备）中，根据过程输入、输出的实验数据，即通过过程辨识与参数估计的方法建立被控过程的数学模型。

*与机理分析法相比，试验法建模的主要特点是不需要深入了解过程的机理。但是必须设计一个合理的实验，以获取过程所含的最大信息量，而对此往往是很困难的。因此，在实际使用时，试验法和机理法经常是相互补充的。如先通过机理法确定模型的结构形式，在通过实验数据来确定模型中各系数的大小。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@试验法类型试验法可分为加专门信号与不加专门信号两种。加专门信号的方法—在试验过程中改变所研究的过程输入量，对其输出量进行数据处理求得过程的数学模型。不加专门信号—利用过程在正常操作时所记录的信号，进行统计分析求得过程的数学模型，属于定性分析，精度较差。专门信号发生器时域信号发生器：阶跃信号、脉冲信号等频域信号发生器：正弦波、梯形波等随机信号发生器：白噪声、伪随机信号等ProcessControlSystemWangyuyuki1120@

阶跃响应曲线法—在被控过程的输入量作阶跃变化时，测定其输出量随时间而变化的曲线。

（一）响应曲线法通常取阶跃信号值为正常输入信号的5～15%，以不影响生产为准；在相同的测试条件下重复几次；正、反方向变化时分别测出其响应曲线；被控过程必须处于稳定的工作状态。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@(二)由阶跃响应曲线确定过程的传递函数

复习：自衡过程单容、双容及纯滞后对象数学模型无自衡过程单容、双容及纯滞后对象数学模型ProcessControlSystemWangyuyuki1120@(二)由阶跃响应曲线确定过程的传递函数

可见，只要由阶跃响应曲线求得放大系数、时间常数以及滞后时间，即可确定过程的数学模型。

放大系数K：

在数值上等于对象处于稳定状态时输出变化量与输入变化量之比：

放大系数是描述对象静态特性的参数。

K=输出的变化量/输入的变化量ProcessControlSystemWangyuyuki1120@(二)由阶跃响应曲线确定过程的传递函数

时间常数T

：反映被控变量变化快慢的一个重要动态参数。指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。或：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需时间。（一阶）滞后时间τ：是纯滞后时间τ0和容量滞后τC

的总和。*纯滞后是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的。*容量滞后一般是因为物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。滞后时间τ是反映对象动态特性的另一个重要参数。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@1.由阶跃响应曲线确定一阶环节的特性参数输入阶跃信号u0

，阶跃响应稳态值为放大系数求取：在数值上等于对象处于稳定状态时输出变化量与输入变化量之比：

计算法对一阶惯性对象ProcessControlSystemWangyuyuki1120@(2)

时间常数求取：

过0点作阶跃响应曲线的切线，交稳态的渐近线y（∞）于A点，其投影0B即为过程的时间常数T0。或作63.2%线求取。

切线法：1.由阶跃响应曲线确定一阶环节的特性参数ProcessControlSystemWangyuyuki1120@1.由阶跃响应曲线确定一阶环节的特性参数计算法：

将阶跃响应曲线标准化

y*(t)的解为：取自然对数得：在标准化曲线上选择两点，y*(t1)=0.632,y*(t2)=0.33代入上式解得T10=t1T20=2.5t2T0取平均值：T0=（T10+T20）/2

校验：y*（t3）=0.87，t3=2T0ProcessControlSystemWangyuyuki1120@2.由阶跃响应曲线确定一阶加滞后环节的特性参数输入阶跃信号u0

，阶跃响应稳态值为。对一阶加滞后惯性对象:（1）放大系数求取：在数值上等于对象处于稳定状态时输出变化量与输入变化量之比：

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@2.由阶跃响应曲线确定一阶加滞后环节的特性参数(2)

时间常数求取：切线法：在阶跃响应曲线拐点D处作一切线，交时间轴于B点，交稳态值于A点。OB即为过程的滞后时间，BA在时间轴上的投影BC即为过程的时间常数T0。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@计算法：2.由阶跃响应曲线确定一阶加滞后环节的特性参数

将阶跃响应曲线标准化

y*(t)的解为：在标准化曲线上选择两点y*(t1)、y*(t2)

，读出对应t1和t2，联立求解，即可确定、，一般取y*(t1)=0.39,y*(t2)=0.63,则可得

校验：ProcessControlSystemWangyuyuki1120@作业2-5，2-6，2-13ProcessControlSystemWangyuyuki1120@过程变量检测与变送

基本概念、概述

过程参数检测---指连续生产过程中的温度、压力、流

量、液位和成分等参数的检测检测仪表---将检测元件、变送器及显示装置统称为检

测仪表一次仪表---一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使

用的仪表，即为检测元件二次仪表---将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号

并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。传感器ProcessControlSystemWangyuyuki1120@基本概念、概述高准确性，传感器的输出信号与被测参数成严格的单值函数关系。高稳定性，不受时间或环境温度变化等因素的影响。高灵敏度，被测参数微小变化时，输出量变化明显。对传感器的三个要求：标准信号：电动仪表：4-20mA，DC（远距离）；1-5V，DC（柜内传输）气动仪表：20-100Kpa

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@基本概念、概述测量过程与测量误差测量过程---利用一个已知的单位量(即标准量)与被测

的同类量进行比较的过程。测量误差---在测量过程中测量结果与被测量的真值之

间会有一定的差值。它反映了测量结果的

可靠程度。测量误差的分类：绝对误差与相对误差ProcessControlSystemWangyuyuki1120@绝对误差-----指测量结果与被测量的真值之差。相对误差-----指绝对误差与真值或测量值之百分比。常见有如下三种表示方式：1.

实际相对误差-----是指绝对误差与被测量的真值(实际值)之百分比。2.标称相对误差-----是指绝对误差与仪表示值之百分比。3.引用相对误差-----是指绝对误差与仪表的量程之百分比。基本概念、概述ProcessControlSystemWangyuyuki1120@例题

某压力表刻度0～100kPa，在50kPa处测量值为49.5kPa，求在50kPa处仪表示值的绝对误差、实际相对误差和引用相对误差？

仪表示值的绝对误差：仪表示值的相对误差：仪表示值的引用误差：

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@系统误差、随机误差和疏忽误差

系统误差---指测量仪表本身或其他原因(如零点没有调整好等)引起的有规律的误差。

随机误差---指在测量中所出现的没有一定规律的误差。

疏忽误差---指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方案等人为因素所引起的误差。基本概念、概述基本误差、附加误差和允许误差

基本误差---指仪表在规定的正常工作条件下所具有的误差附加误差---指仪表超出规定的正常工作条件时所增加的误差允许误差---指仪表的示值或性能不允许超过某个误差范围ProcessControlSystemWangyuyuki1120@检测仪表的性能指标

仪表精度(仪表准确度)

仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。某一类仪表的允许误差是指在规定的正常情况下允许的百分比误差的最大值。精度等级:0.005、0.02、0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等,级数越小，精度（准确度）就越高。

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@变差---在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行正、反行程(即逐渐由小到大或逐渐由大到小)测量时，所得仪表两值之间的差值。

其中x1、x2为正、反测量的示值通常要求：变差<仪表精度等级所允许的误差。检测仪表的性能指标

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@灵敏度---表示测量仪表对被测参数变化的灵敏程度。通

常用仪表的输出变化量，如指针的线位移或角

位移与引起此位移的被测参数变化量之比来表

示，即

注意：提高仪表的灵敏度可采用增加放大部分的放大倍数

来实现。不过仪表的性能主要取决于仪表的基本误

差。

灵敏限---指引起仪表示值发生变化的可测参数的最小变

化量。通常其值应不大于仪表允许误差的一半检测仪表的性能指标ProcessControlSystemWangyuyuki1120@温度检测与变送温度---是表示物体冷热程度的物理参数。

测量温度的方法：（从测量体与被测介质接触与否来分）

接触式测量-通过测量体与被测介质的接触测量温度非接触式测量-通过接收被测物体发出的辐射热判断温度简单、可靠、测量精度高；滞后，受材料和环境限制速度快、不受测温范围限制、对运动体测量；误差大，受距离、烟尘和辐射等多因素限制电的测温仪表精度高，信号又便于传输：

热电偶热电阻ProcessControlSystemWangyuyuki1120@热电偶温度计

工作原理：

热电效应—两种不同的导体接触构成回路时，回路中将产生电势，其大小与两接点间的温度差有关在热电偶回路中，当接触点1、2温度不同时，便产生两个不同的接触电动势，回路的总电动势为

ProcessControlSystemWangyuyuki1120@热电阻温度计

测温原理：是基于金属导体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性。因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。结构组成：一般包括电阻体、绝缘子、保护套管和接线盒等部分。特点：测量精度高，在测量500以下温度时，它的输出信号比热电偶大得多，性能稳定，灵敏度高，可在-270～900℃范围内测温。另外热电阻温度计的输出是电信号，便于远传，同时又不需要冷端温度补偿。所以在中低温(—200—650)测量中得到了广泛的应用。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@压力检测与变送在生产过程中，经常会遇到压力的检测问题。例：一些化学反应过程、涉及生产安全的锅炉压力等。同时，其它一些过程参数如温度、流量、液位等往往也可以通过压力来间接测量。压力定义：物理学中的压强。

压力单位：

国际单位制（SI）---帕（Pa）工程大气压---at标准大气压---atm毫米汞柱---mmHg毫米水柱---mmH2OProcessControlSystemWangyuyuki1120@压力表示方法：绝对压力、表压、负压或真空度。绝对压力-----指介质所受的实际压力表压-----指高于大气压的绝对压力与大气压力之差负压或真空度-----指大气压与低于大气压的绝对压力之差按照转换原理不同，压力检测仪表可分为：

弹性式压力表—被测压力转换成位移。弹簧管式、膜片式、波纹管式

液柱式压力表—被测压力转换成液柱高度。单管式、U型管式、斜管式

电气式压力表—被测压力转换成电势、电容、电阻等电量变化

应变片式、霍耳片式压力计，热电式真空计

活塞式压力表—被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量压力检测与变送ProcessControlSystemWangyuyuki1120@流量检测仪表流量-----指单位时间内流过管道某一截面的物料数量，即瞬时流量流量的三种表示方法：体积流量qv---单位时间内通过管道某一截面的物料体积（m3/h）重量流量qG---单位的间内通过管道某一截面物料的重量（N/h）质量流量qm---单位时间内通过管道某一截面物料的质量（kg/h）三者关系：qG=ρgqv=gqmProcessControlSystemWangyuyuki1120@流量检测仪表按照工作原理不同，流量检测仪表可分为：容积式流量计—单位时间内排出流体的固定容积的数目。椭圆齿轮、旋转活塞式、扩板式、腰轮流量计

速度式流量计—应用流体力学测量流体在管道内的流速。

差压流量计、转子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、靶式流量计、超声波流量计质量流量计—

直接型

通过直接检测与质量流量成比例的参数

间接型通过体积流量计与密度计的组合间接测量ProcessControlSystemWangyuyuki1120@液位检测仪表液位-----指密封容器或开口容器中液面的高低浮力式液位计

原理：根据阿基米德原理工作，即液体对一个物体浮力的大小等于物体所排开液体的重量。静压式液位计

原理：对于不可压缩的液体，液位高度与液体的静压力成正比，所以，测出液体的静压力，即可知道液位高度。

激光式液位计电容式液位计原理：利用测量电容量的变化测量液位高低ProcessControlSystemWangyuyuki1120@CN213型静压式液位变送器UYB系列高温高压电容式液位变送器液位检测仪表ProcessControlSystemWangyuyuki1120@过程控制仪表过程控制仪表将来自变送器的测量信号与给定信号相比较后产生的偏差进行比例、积分、微分运算，输出统一标准的调节信号去控制执行机构的动作，以实现对温度、压力、流量、液位等参数的自动控制。过程控制仪表包括调节器（可编程序调节器）、执行器、操作器等各种控制仪表及装置。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@过程控制仪表的主体是气动控制仪表和电动控制仪表，它们的发生和发展分别经历了基地式、单元组合式(Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型)、组装式及数字智能式等几个阶段。过程控制仪表的发展ProcessControlSystemWangyuyuki1120@按能源形式分类：液动控制仪表、气动控制仪表和电动控制仪表。按结构形式分类：基地式控制仪表、单元组合式控制仪表、组件组装式控制仪表、集散控制装置等。过程控制仪表分类按信号形式分类：模拟控制仪表和数字控制仪表两大类。其中DDZ型仪表和QDZ型仪表都属于模拟控制仪表；SLPC可编程调节器、KMM可编程调节器、PMK可编程调节器等都属于数字控制仪表。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@执行器执行器是指：阀门－调节阀(连续的)、开关阀电机－连续的、开关的执行器在自控系统中的作用：接收调节器（计算机）输出的控制信号，转换成直线位移角位移，来改变调节阀的流通截面积。使调节阀的开度产生相应变化，从而达到调节操作变量流量的目的。执行器通常专指阀门安装在生产现场，直接与介质接触；通常在高温、高压、高粘度、强腐蚀、易结晶、易燃易爆、剧毒等场合下工作；直接影响过程控制系统的控制质量。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@执行器由执行机构（驱动）和调节机构（阀芯）两个部分构成

辅助装置：阀门定位器和手动操作机构

执行机构调节机构POIOF→lM→θ流通截面积操纵变量的流量执行机构——根据控制信号产生推力(薄膜、活塞、马达…)。它是执行器的推动装置，它按控制信号的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号的大小转换为阀杆位移的装置

调节机构——根据推力产生位移或转角，改变开度。它是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量。所以它是将阀杆的位移转换为阀的开度的装置

手操机构——手轮机构的作用是当控制系统因停电、停气、控制器无输出或执行机构失灵时，利用它可以直接操纵控制阀，以维持生产的正常进行。执行器ProcessControlSystemWangyuyuki1120@动作迅速，其信号便于远传，并便于与计算机配合使用，但不适用于防火防爆等生产场合。

执行器分类分为三大类：以压缩空气为能源的气动执行器（即气动调节阀），气动执行器的输入信号为20～100kPa；以电为能源的电动执行器（即电动调节阀），电动执行器的输入信号为4～20mADC；以高压液体为能源的液动执行器（即液动调节阀）其结构简单，维修方便，价格便宜，防火防爆，可以与QDZ、DDZ仪表配用，因而广泛使用。推力最大，现在一般都是机电一体化的，但比较笨重，所以现在很少使用，比如三峡的船阀用的就是液动执行器。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@电动三通调节阀气动调节阀液动调节阀执行器分类ProcessControlSystemWangyuyuki1120@气开式、气关式调节阀气动薄膜调节阀基本结构和工作原理上盖膜片平衡弹簧阀芯阀杆阀座阀体执行机构调节机构ProcessControlSystemWangyuyuki1120@气动薄膜执行机构有正作用和反作用两种形式。正作用——信号压力增加时，推杆向下移动。反作用——信号压力增加时，推杆向上移动。阀芯有正装和反装两种形式。正装——阀芯下移，阀芯与阀座间的流通面积减小。反装——阀芯下移，阀芯与阀座间流通面积增大。气动调节阀又可分为气开、气关两种作用方式。气开式——信号压力p〉0.02MPa时，阀开始打开，也就是“有气”时阀开。增益为“+”气关式——信号压力增大阀反而关小。增益为“-”执行器的正、反作用方式ProcessControlSystemWangyuyuki1120@根据执行机构正、反作用形式以及阀芯的正装、反装，实现气动调节阀气开、气关作用方式可有不同的组合。气动调节阀的气开、气关式结构正正A）气关式正反B）气开式反正反反C）气开式D）气关式阀气开、气关形式选择原则主要从工艺生产安全出发，当仪表供气系统故障或控制信号突然中断，调节阀阀芯应处于使生产装置安全的状态。ProcessControlSystemWangyuyuki1120@为了适应不同被控对象实现负反馈控制的需要，工业调节器都设置有正、反作用开关（正、反作用方式）。正作用方式：调节器的输出信号u随着被调量y的增大而增大，调节器的增益为“-”。反作用方式：调节器的输出信号u