經(jīng)過控制知識點總結(jié)

1、最新經(jīng)過控制知識點總結(jié)氣動控制：儀表信號的傳輸標(biāo)準(zhǔn)：0.02-0.1Mpa電動控制：DDZ-2信號的傳輸標(biāo)準(zhǔn)：0-10mADCDDZ-3信號的傳輸標(biāo)準(zhǔn)：4-20mADC計算機控制:DCS、PLC模擬量4-20mA、1-5VFCS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議穩(wěn)定性指標(biāo)：衰減比衰減率準(zhǔn)確性指標(biāo)：殘余偏差，最大動態(tài)偏差，超調(diào)量快速性指標(biāo)：調(diào)節(jié)時間振蕩頻率第一章1、被控對象：即被控制的生產(chǎn)設(shè)備或裝置被控變量被控對象需控制的變量2、執(zhí)行器：直接用于控制操縱變量變化。執(zhí)行器接收到控制器的輸出信號，通過改變執(zhí)行器節(jié)流件的流通面積來改變操縱變量。常用的是控制閥。3、控制器調(diào)節(jié)器：按一定控制規(guī)律進行運算，將結(jié)果輸出至執(zhí)行器。4、測

2、量變送器：用于檢測被控量，并將檢測到的信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。穩(wěn)態(tài)：系統(tǒng)不受外來干擾，同時設(shè)定值保持不變，因此被調(diào)量也不會隨時間變化，整個系統(tǒng)處于穩(wěn)定平衡的工況動態(tài)：系統(tǒng)受外來干擾或設(shè)定值改變后，被控量隨時間變化，系統(tǒng)處于未平衡狀態(tài)。過度經(jīng)過：從一個穩(wěn)態(tài)到達另一個穩(wěn)態(tài)的經(jīng)過。過渡經(jīng)過的形式：非周期經(jīng)過單調(diào)發(fā)散和單調(diào)衰減；振蕩經(jīng)過發(fā)散、等幅振蕩、衰減振蕩評價控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)：穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是指系統(tǒng)遭到外來作用后，其動態(tài)經(jīng)過的振蕩傾向和系統(tǒng)恢復(fù)平衡的能力。準(zhǔn)確性：理想情況下，當(dāng)過渡經(jīng)過結(jié)束后，被控變量到達的穩(wěn)態(tài)值即平衡狀態(tài)應(yīng)與設(shè)定值一致?？焖傩裕嚎焖傩允峭ㄟ^動態(tài)經(jīng)過持續(xù)時間

3、的長短來表征的。多數(shù)工業(yè)經(jīng)過的特性可分為下列四種類型：自衡的非振蕩經(jīng)過；無自衡的非振蕩經(jīng)過；有自衡的振蕩經(jīng)過具有反向特性的經(jīng)過放大系數(shù)K對系統(tǒng)的影響：控制通道放大系數(shù)越大，控制作用對擾動的補償能力強，有利于克制擾動的影響，余差就越小。擾動通道當(dāng)擾動頻繁出現(xiàn)且幅度較大時，放大系數(shù)大，被控變量的波動就會很大，使得最大偏差增大；滯后時間對系統(tǒng)的影響：控制通道滯后時間越大，控制質(zhì)量越差擾動通道擾動通道中存在容量滯后，可使階躍擾動的影響趨于緩和，對控制系統(tǒng)是有利的工業(yè)經(jīng)過動態(tài)特性的特點1對象的動態(tài)特性是不振蕩的2對象動態(tài)特性有遲延。遲延包括容積遲延、傳輸遲延。3被控對象本身是穩(wěn)定的或中性穩(wěn)定的4被控對象

4、往往具有非線性特性控制規(guī)律：控制器的輸出信號隨偏差信號的變化而變化的規(guī)律。正作用控制器：y，u，故Kc為負；反作用控制器：y，u，故Kc為正氣開閥的增益為正，氣關(guān)閥的增益為負比例調(diào)節(jié)P調(diào)節(jié)動作規(guī)律：反響及時，超調(diào)量小，有差調(diào)節(jié)比例度的物理意義：假如輸出u直接代表調(diào)節(jié)閥開度的變化量,那么就代表使調(diào)節(jié)閥開度改變100%，即從全關(guān)到全開時所需的被調(diào)量的變化范圍越大：過渡經(jīng)過越平穩(wěn)，殘差大，穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)時間。減小：振蕩加劇，穩(wěn)定性，殘差小。減到某一數(shù)值時，出現(xiàn)等幅振蕩，此時稱為臨界比例度積分調(diào)節(jié)I調(diào)節(jié)的特點：滯后性、無差調(diào)節(jié)、穩(wěn)定性差。增大積分速度將會降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直到最后出現(xiàn)發(fā)散的振蕩經(jīng)過

5、Ti愈小，積分部分所占比重愈大。比例積分調(diào)節(jié)的動作規(guī)律：利用P調(diào)節(jié)快速抵消干擾，同時利用I調(diào)節(jié)消除殘差積分飽和現(xiàn)象：假如調(diào)節(jié)器能夠隨著輸出的變化而變化，那么偏差e也就會逐步變化，最后為0,但是假如由于某種原因(如閥門關(guān)閉，泵故障)被調(diào)量偏差無法消除，而調(diào)節(jié)器還是試圖要校正這個偏差，因而積分項不停增大(絕對值增大)，經(jīng)過一段時間后，調(diào)節(jié)器輸出將進入深度飽和狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為積分飽和現(xiàn)象微分調(diào)節(jié)總是力圖抑制被調(diào)量的振蕩，它有提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用適度引入微分動作能夠允許略微減小比例帶，同時保持衰減率不變微分調(diào)節(jié)具有超前作用。使用微分作用時，要注意下面幾點：1微分作用的強弱要適當(dāng)：TD太小，調(diào)節(jié)作

6、用不明顯，控制質(zhì)量必改善不大。TD太大，調(diào)節(jié)作用過強，引起被調(diào)量大幅度振蕩，穩(wěn)定性下降。2微分調(diào)節(jié)動作對于純遲延經(jīng)過是無效的。3PD調(diào)節(jié)器的抗干擾能力很差，這只能應(yīng)用于被調(diào)量的變化非常平穩(wěn)的經(jīng)過，一般不用于流量和液位控制系統(tǒng)。越小KC越大，比例作用越強；TI越小，積分作用越強；TD越大，微分作用越強；TD0，則為PI控制；TI，則為PD控制；/T1.0：采用簡單控制系統(tǒng)不能知足控制要求，應(yīng)選用復(fù)雜控制系統(tǒng)，如串級，前饋控制等第三章控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量的決定因素:被控對象的動態(tài)特性整定的本質(zhì):通過選擇控制器參數(shù)，使其特性和經(jīng)過特性相匹配，以改善系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)，實現(xiàn)最佳的控制效果整定的前提條件

7、：設(shè)計方案合理，儀表選擇得當(dāng)，安裝正確IE誤差積分簡單，也稱為線性積分準(zhǔn)則，但是不能抑制響應(yīng)等幅波動IAE絕對誤差積分：抑制響應(yīng)等幅波動ISE平方誤差積分抑制響應(yīng)等幅波動和大誤差，但是不能反映微小誤差對系統(tǒng)的影響ITAE時間與絕對誤差乘積積分：著重懲罰過度時間過長常用的工程整定法有下面幾種：動態(tài)特性參數(shù)法；穩(wěn)定邊界法；衰減曲線法；經(jīng)歷法動態(tài)特性參數(shù)法響應(yīng)曲線法整定步驟：1在手動狀態(tài)下，改變控制器輸出通常采用階躍變化，記錄下測量變送環(huán)節(jié)Gms的輸出響應(yīng)曲線yt。2由開環(huán)響應(yīng)曲線獲得單位階躍響應(yīng)曲線，并求取“廣義對象的近似模型與模型參數(shù)；3根據(jù)控制器類型與對象模型，根據(jù)經(jīng)歷公式選擇PID參數(shù)并投入

8、閉環(huán)運行。在運行經(jīng)過中，可對增益作調(diào)整穩(wěn)定邊界法臨界比例度法整定步驟：1)使調(diào)節(jié)器僅為比例控制，比例帶設(shè)為較大值，TI=,TD=0,讓系統(tǒng)投入閉環(huán)運行.2)待系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，逐步減小比例帶，直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，即臨界振蕩經(jīng)過此時的比例帶為cr，振蕩周期為Tcr3)利用cr和Tcr值，按穩(wěn)定邊界法參數(shù)整定計算公式表，求調(diào)節(jié)器各整定參數(shù),TI,TD衰減曲線法整定步驟：1)使調(diào)節(jié)器僅為比例控制,比例帶設(shè)為較大值,TI=,TD=0,讓系統(tǒng)投入運行.2)待系統(tǒng)穩(wěn)定后，作設(shè)定值階躍擾動，并觀察系統(tǒng)的響應(yīng)若系統(tǒng)響應(yīng)衰減太快，則減小比例帶；反之，若系統(tǒng)響應(yīng)衰減過慢，應(yīng)增大比例帶.如此反復(fù),直到系統(tǒng)出現(xiàn)4:1

9、衰減振蕩經(jīng)過或者如圖b所示的衰減比為10：1的振蕩經(jīng)過時.記錄下此時的值設(shè)為s，以及Ts值如圖a中所示，或者Tr值如圖b中所示。經(jīng)歷法：簡單可靠，能夠應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)，十分合適擾動頻繁、記錄曲線不太規(guī)則的控制系統(tǒng)；缺點是需反復(fù)湊試，花費時間長。臨界比例度法：簡便而易于判定，整定質(zhì)量較好，適用于一般的溫度、壓力、流量和液位控制系統(tǒng)；但對于臨界比例度很小衰減曲線法：優(yōu)點是較為準(zhǔn)確可靠，而且安全，整定質(zhì)量較高第四章1、啟動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)的正反作用形式是怎樣定義的？在構(gòu)造上有何不同？正作用:信號壓力增加時，推桿向下移動(ZMA)；反作用:信號壓力增大時，推桿向上移動(ZMB)。正作用的執(zhí)行機構(gòu)：控

10、制器輸出增加，閥桿下移。反作用執(zhí)行機構(gòu)：控制器輸出增加，閥桿上移。2、調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C是什么含義？怎樣根據(jù)C選擇調(diào)節(jié)閥的口徑？流量系數(shù)C:在給定行程下,閥兩端壓差為0.1Mpa,水密度為1g/cm3時,流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的水的流量,以m3/h表示(體積流量)。流量系數(shù)是表示調(diào)節(jié)閥通流能力的參數(shù)。它根據(jù)流量、閥兩端的差壓和流體的密度等確定。是選擇閥門口徑的參數(shù)。調(diào)節(jié)閥口徑選定的詳細步驟：確定主要計算數(shù)據(jù)：正常流量Qn，正常閥壓降pn，正常閥阻比Sn，運行中可能出現(xiàn)的最大穩(wěn)定流量Qmax3、什么事調(diào)節(jié)閥的構(gòu)造特性、理想流量特性和工作流量特性？怎樣選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性？調(diào)節(jié)閥的構(gòu)造特性：閥芯與閥座間節(jié)流面

11、積與閥門開度之間的關(guān)系。理想流量特性：在調(diào)節(jié)閥前后壓差固定(p=常數(shù))情況下得到的流量特性。工作流量特性：調(diào)節(jié)閥在實際使用條件下，其流量q與開度l之間的關(guān)系此時閥壓降不是常數(shù).選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性是：1.從改善控制系統(tǒng)控制質(zhì)量考慮。2.從配管狀況(S100)考慮。調(diào)節(jié)閥的作用:接受調(diào)節(jié)器送來的控制信號,調(diào)節(jié)管道中介質(zhì)的流量(即改變調(diào)節(jié)量),進而實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)過的自動化調(diào)節(jié)閥的分類：氣動,電動和液動三類氣動執(zhí)行機構(gòu)有薄膜式和活塞式兩種常見的氣動執(zhí)行機構(gòu)均為薄膜式閥(或稱閥體組件)它由閥體、上閥蓋組件、下閥蓋組件和閥內(nèi)件組成氣開閥：信號壓力增加，流量增加；氣關(guān)閥：信號壓力增加，流量減小閥門定位器的功能

12、：定位功能；改善閥的動態(tài)特性；改變閥的流量特性；改變氣壓作用范圍，知足分程控制要求；用于閥門的反向動作閥芯形狀有快開靈敏度最差，很少使用，直線，拋物線特性與等百分比接近和等百分比四種。主要使用直線和等百分比兩種。直線構(gòu)造特性的特點：斜率在全行程范圍內(nèi)是常數(shù)。閥芯位移變化量一樣時,節(jié)流面積變化量也一樣。直線特性的調(diào)節(jié)閥在開度變化一樣的情況下：當(dāng)流量小時，流量的變化值相對較大，調(diào)節(jié)作用較強，易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時，流量變化值相對較小，調(diào)節(jié)作用進行緩慢，不夠靈敏。等百分比構(gòu)造特點：曲線的放大系數(shù)是隨開度的增大而遞增的.。在同樣的開度變化值下：流量小時小開度時流量的變化也小調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)小，

13、調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和.。流量大時大開度時流量的變化也大調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)大，調(diào)節(jié)靈敏有效。無論是小開度還是大開度，相對流量的變化率都是相等的，流量變化的百分比是一樣的.流過調(diào)節(jié)閥的流量的決定因素有:閥的開度。閥前后的壓差。所在的整個管路系統(tǒng)的工作情況。調(diào)節(jié)閥在選型時應(yīng)該注意下面幾點：(1)選擇調(diào)節(jié)閥的構(gòu)造形式和材質(zhì)。(2)選擇流量特性。(3)選擇閥門口徑第五章1、試分析串級控制系統(tǒng)的特點，及其應(yīng)用場合。1副回路內(nèi)環(huán)具有快速調(diào)節(jié)作用，它能有效地克制二次擾動的影響；2由于內(nèi)環(huán)起了改善對象動態(tài)特性的作用，因而能夠加大主調(diào)節(jié)器的增益，提高系統(tǒng)的工作頻率。3對負荷或操作條件的變化具有一定的自適應(yīng)能力。串級控制系統(tǒng)

14、主要應(yīng)用于：對象的滯后和時間常數(shù)很大、干擾作用強而頻繁、負荷變化大、對控制質(zhì)量要求較高的場合。串級控制系統(tǒng)：就是采用兩個控制器串聯(lián)工作，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定值，由副控制器的輸出去操縱控制閥，進而對主被控變量具有更好的控制效果。通用串級控制系統(tǒng)的方框圖：見教材P107圖5.11串級控制系統(tǒng)具有較好的控制性的原因：1)在系統(tǒng)構(gòu)造上,它是由兩個串接工作的控制器構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng).其中主回路是定值控制，副回路是隨動控制。2)副回路的引入，大大克制了二次擾動對系統(tǒng)被調(diào)量的影響。3)副回路的引入,提高了整個系統(tǒng)的響應(yīng)速度,使其快速性得到了提高。4)串級控制系統(tǒng)對負荷或操作條件的變化有一定的自

15、適應(yīng)能力副回路的設(shè)計主要是怎樣選擇副參數(shù)其設(shè)計原則為：副參數(shù)的選擇應(yīng)使副對象的時間常數(shù)比主對象的時間常數(shù)小，調(diào)節(jié)通道短，反響靈敏；副回路應(yīng)包含被控對象所遭到的主要干擾；盡可能將帶有非線性或時變特性的環(huán)節(jié)包含于副回路中。主回路的主要任務(wù)是：知足主參數(shù)的定值控制要求。副回路的主要任務(wù)是：要快速動作以迅速抵消落在副環(huán)內(nèi)的二次干擾。共振現(xiàn)象：假如主回路的工作頻率接近副回路的諧振頻率，則副回路將呈現(xiàn)出很高的增益和較大的相位滯后，這時反過來將嚴重影響主回路的穩(wěn)定性，進而使主副參數(shù)長時間地大幅度地波動的現(xiàn)象。為避免共振現(xiàn)象，一般：Wd23Wd1；Td13Td2;一般選?。篧d2=310Wd1；Td1=310

16、Td2串級控制系統(tǒng)常采用的整定方法：逐步逼近法和兩部整定法。常見的比值系統(tǒng)：單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)：用來實現(xiàn)兩個或以上物料之間保持一定比值關(guān)系的經(jīng)過控制系統(tǒng)教材P120公式5-27和5-30第六章1、前饋控制和反應(yīng)控制各有什么特點？為何采用前饋控制-反應(yīng)復(fù)合系統(tǒng)能較大地改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)？反應(yīng)控制的特點：基于偏差來消除偏差；“不及時的控制；存在穩(wěn)定性問題；對各種擾動均有校正作用；控制規(guī)律通常是P、PI、PD或PID等典型規(guī)律。前饋控制的特點：(1)前饋控制是按干擾作用的大小進行控制的，假如控制作用恰倒好處,一般比反應(yīng)控制及時。(2)前饋控制屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。(3)前

17、饋控制使用的是依對象特性而定的專用控制器。(4)一種前饋控制作用只能克制一種干擾前饋反應(yīng)控制的優(yōu)點：1)增加了反應(yīng)回路，簡化了前饋控制系統(tǒng)，只需要對主要的干擾進行前饋補償，其他干擾可由反應(yīng)控制予以校正。2)反應(yīng)回路的存在,降低了前饋控制模型的精度要求。3)負荷或工況變化時,對象特性也要變化,可由反應(yīng)控制加以補償,具有一定的自適應(yīng)能力反應(yīng)控制系統(tǒng)的缺乏:在被控對象呈現(xiàn)大遲延,多干擾等難以控制的特性,而又希望得到較好的經(jīng)過響應(yīng)時,反應(yīng)控制難以得到好的效果(穩(wěn)定性,準(zhǔn)確性,快速性)前饋控制系統(tǒng)的缺乏之處:1)靜態(tài)準(zhǔn)確性難保證要到達高度的靜態(tài)準(zhǔn)確性,需要有準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型,準(zhǔn)確的測量儀表和計算裝置,而且,模型中的系數(shù)可以能隨運行條件而變化2)前饋控制是針對詳細的擾動進行補償?shù)?一種前饋控制作用只能克制一種干擾.3)屬于開環(huán)控制，對被調(diào)量無檢驗反應(yīng)控制的優(yōu)點(PID控制)：原理簡單,使用方便,不需知道對象確實切模型。適應(yīng)性強。魯棒性強,控制品質(zhì)對被控對象特性的變化不敏感前饋控制與常規(guī)PID空制的比擬：前饋控制比PID空制及時，能更早地校正偏差。前饋控制超調(diào)量小。前饋控制作用時間短。靜態(tài)前饋空制除了有較高的控制精度外，還具有固有的穩(wěn)定性和很強的本身平衡傾向如料液沒流量后，蒸汽也會自動關(guān)斷靜態(tài)前饋控制缺點：