第四章簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計及調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定本章主要內(nèi)容：1.簡單控制系統(tǒng)設(shè)計的基本方法和主要內(nèi)容2.簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計3.簡單控制系統(tǒng)的投運4.調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定本章重點：1.對象特性參數(shù)及控制器參數(shù)對控制過程的影響2.調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定本章難點：對象特性參數(shù)及控制器參數(shù)對控制過程的影響。4.1簡單控制系統(tǒng)設(shè)計的基本方法和主要內(nèi)容4.1.1簡單控制系統(tǒng)設(shè)計的基本方法1.提出具體的控制目標(biāo)；2.給出系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)；3.設(shè)計控制方案，選用合適的儀表；4.現(xiàn)場投運，對調(diào)節(jié)器參數(shù)進(jìn)行整定。4.1.2簡單控制系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容1.控制方案的設(shè)計帶控制點的工藝流程圖初步設(shè)計說明書2.工程設(shè)計儀表選型、控制室和儀表盤的設(shè)計、儀表供電氣系統(tǒng)設(shè)計、信號及連鎖保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計等。3.工程安裝和儀表的調(diào)校4.調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定在流程圖中的檢測儀表、顯示儀表和調(diào)節(jié)器用圓并在圓中標(biāo)注文字符號和數(shù)字編號來表示，表示參數(shù)及儀表功能的文字符號填在上半圓中，數(shù)字編號填在下半圓中。如上圖所示，其中a表示盤面安裝儀表，是一臺帶指示記錄的溫度調(diào)節(jié)器。原下部的數(shù)字則是該儀表在控制流程圖上的編號。B表示一臺就地安裝的壓力指示表，其編號為102。C是一臺流量繼動器，其功能是作為流量的低值選擇，圓右上方L子母機(jī)代表此繼動器Y為一低值選擇器，此儀表安裝在盤后。4.2簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計4.2.1被控變量的選擇對產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及安全生產(chǎn)和節(jié)能等方面具有決定性作用，可直接測量或通過計算可得到的變量作為被控變量。遵循的原則：1.能表征生產(chǎn)過程的質(zhì)量；2.確定表征生產(chǎn)過程的獨立變量數(shù)；3.注意控制系統(tǒng)間的相互影響。4.2.2操縱變量的選擇一、控制通道特性對控制質(zhì)量的影響1.放大系數(shù)K0的影響：2.時間常數(shù)T0影響：T0越大，反應(yīng)速度越慢，被控變量變化越緩和，過渡過程也較穩(wěn)定；控制作用不及時，過渡過程的最大偏差加大，過渡時間加長。T0越小，反應(yīng)靈敏，調(diào)節(jié)及時，過渡時間短，但易引起振蕩，穩(wěn)定性變差。3.純滯后時間Τ0影響是控制作用落后于被控變量的變化，容易引起超調(diào)和振蕩，最大偏差增大，過渡時間拉長。二、擾動通道特性對控制質(zhì)量的影響擾動通道的時間常數(shù)大，容易克服擾動對控制量的影響；三、操縱變量的選擇原則：1.控制通道的放大系數(shù)k0要大；2.擾動通道的時間常數(shù)大，控制通道的時間常數(shù)??；3.控制通道的純滯后時間小；4.考慮工藝的合理性。（如不選擇生產(chǎn)負(fù)荷作為操縱變量）4.2.3調(diào)節(jié)器控制規(guī)律及作用方向的選擇一、控制規(guī)律的選擇1.控制過程通道的時間常數(shù)大，或多容對象，采用PD或PID控制規(guī)律。2.時間常數(shù)小，系統(tǒng)負(fù)荷變化小時，采用PI控制規(guī)律。3.時間常數(shù)和時滯都較大，系統(tǒng)負(fù)荷變化亦大時，采用復(fù)雜控制系統(tǒng)。二、調(diào)節(jié)起作用方向的選擇4.3簡單控制系統(tǒng)的投運4.4調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定反應(yīng)曲線法測定對象的動態(tài)特性的參數(shù)，K、T、τ,計算對應(yīng)衰減比=4:1下調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)。P調(diào)節(jié)器：PI調(diào)節(jié)器：PID調(diào)節(jié)器；控制器參數(shù)整定的湊試法根據(jù)實際經(jīng)驗，將調(diào)節(jié)器的參數(shù)預(yù)置在常見范圍上，然后施加一定的人為擾動，觀察過渡過程，調(diào)參數(shù)，直到滿意為止。湊試程序有兩種；1.先比例，后積分微分將將調(diào)節(jié)器置于純比例下按下表取的經(jīng)驗值，調(diào)比例度大小直到系統(tǒng)達(dá)到4：1為止；然后加入積分作用，在后加入微分作用。2.先積分微分后比例：先選取Ti（取上表所列范圍某一數(shù)值）和Td（1/2~1/4Ti），然后湊試比例度。關(guān)鍵：看曲線、作分析、調(diào)參數(shù)、尋最佳。注意；上表為常見范圍，特殊情況例外。a:Ti太小b:δ太小C:Td太大a:過大Ti過大思考題1.如何選擇被控變量和操縱變量？2.控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么？工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法？各種方法適用于何種場合？