液位串級控制系統(tǒng)課件

模塊一液位串級控制方案

湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程分院項(xiàng)目二液位串級控制系統(tǒng)1模塊一湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程分院項(xiàng)目二1一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路控制不足

（1）以下水箱的液位控制為目標(biāo)，組成如下圖所示的單回路控制系統(tǒng)，按照單回路參數(shù)整定方法對控制器的參數(shù)進(jìn)行整定，并正確地投入運(yùn)行。（2）正常運(yùn)行后，對進(jìn)水量加10%左右的干擾，觀察、記錄下過渡過程曲線。

雙容液位定值控制系統(tǒng)1、實(shí)驗(yàn)任務(wù)

2一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路控制不足（1）以下水箱的2（1）對比控制系統(tǒng)未加流量干擾與加流量干擾時的最大動態(tài)偏差和靜態(tài)偏差大小？（2）有何方法解決單回路控制系統(tǒng)因流量干擾而帶來的控制品質(zhì)下降？試著做一做。

注意事項(xiàng)：應(yīng)認(rèn)真調(diào)節(jié)好二個水箱的進(jìn)、出水閥的開度，以使水箱的液位能穩(wěn)定在某一確定值上。否則，實(shí)驗(yàn)無法正常開展。一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路不足

2、實(shí)驗(yàn)要求

3（1）對比控制系統(tǒng)未加流量干擾與加流量干擾時的最3指標(biāo)對象穩(wěn)定性調(diào)節(jié)時間動態(tài)偏差單容好短小雙容較差較長較大1）性能對比一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路不足

3、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

4指標(biāo)穩(wěn)定性調(diào)節(jié)時間動態(tài)偏差單容好4一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路不足

3、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

雙容控制3、具體實(shí)施？1、什么原因？2、如何解決？5一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路不足3、實(shí)驗(yàn)總結(jié)雙容控制3、具體實(shí)5二、知識學(xué)習(xí)——對象特性及建模

對象特性輸入量輸出量流入量+流出量被控變量1、對象特性概念6二、知識學(xué)習(xí)——對象特性及建模對象特性輸入量輸出量流入量6單容對象1、對象特性概念對象特性類型對象的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)達(dá)到平衡時的相互關(guān)系。靜態(tài)對象的輸出參數(shù)在輸入?yún)?shù)影響下的變化過程相互。動態(tài)時滯對象雙容對象典型7單容對象1、對象特性概念對象特性類型對象的輸入?yún)?shù)和輸出參72、對象動態(tài)特性的基本類型1）單容對象無自衡特性水槽無自衡特性水槽的飛升曲線82、對象動態(tài)特性的基本類型1）單容對象無自衡特性水槽無82、對象動態(tài)特性的基本類型1）單容對象有自衡特性水槽有自衡特性水槽的飛升曲線92、對象動態(tài)特性的基本類型1）單容對象有自衡特性水槽有92）時滯對象蒸汽直接加熱器蒸汽加熱器的飛升曲線102）時滯對象蒸汽直接加熱器蒸汽加熱器的飛升曲線10102、對象動態(tài)特性的基本類型3）雙容對象雙容對象飛升曲線112、對象動態(tài)特性的基本類型3）雙容對象雙容對象飛升曲線11雙容對象單容對象3）雙容對象12雙容對象單容對象3）雙容對象12124）多容對象特性1～6個相同容量的對象飛升特性具有容量和純滯后的對象飛升特性134）多容對象特性1～6個相同容量的對象飛升特性13因素對象時間常數(shù)滯后時間外界干擾單容時間常數(shù)小，調(diào)節(jié)及時。滯后時間小，系統(tǒng)較穩(wěn)定。干擾小，系統(tǒng)穩(wěn)定，靜態(tài)偏差小。雙容時間常數(shù)大，調(diào)節(jié)時間較長。滯后時間大，系統(tǒng)穩(wěn)定較差，容易波動。干擾大，系統(tǒng)易振蕩，靜態(tài)偏差大。3、單雙容對象特性對比14時間常數(shù)滯后時間外界干擾14系統(tǒng)特點(diǎn)：可快速克服進(jìn)水流量干擾對被控變量的影響，且方法簡便、易于實(shí)現(xiàn)。三、解決方法1、穩(wěn)定進(jìn)口流量15系統(tǒng)特點(diǎn)：可快速克服進(jìn)水流量干擾對被控變量的影15三、解決方法2、穩(wěn)定上水箱液位系統(tǒng)特點(diǎn)：可克服進(jìn)水流量干擾及上水箱其它干擾對被控變量的影響，且方法簡便、易于實(shí)現(xiàn)。綜合性能較好。16三、解決方法2、穩(wěn)定上水箱液位系統(tǒng)特點(diǎn)：可克服16三、解決方法不足設(shè)備較多17三、解決方法不足設(shè)備較多17173、控制方法改進(jìn)三、解決方法183、控制方法改進(jìn)三、解決方法1818三、解決方法4、液位串級控制系統(tǒng)特點(diǎn)：控制效果好，費(fèi)用低。但調(diào)試略為麻煩。19三、解決方法4、液位串級控制系統(tǒng)特點(diǎn)：控制效果好19串級控制方框圖副回路——由副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副對象、副測量變送器組成的回路稱為副回路。主回路——整個串級控制系統(tǒng)包括主對象、主調(diào)節(jié)器、副回路等效環(huán)節(jié)和主變量測量變送器，稱為主回路，又稱主環(huán)或外環(huán)。3、液位串級控制20串級控制方框圖副回路——由副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副20四、小結(jié)，學(xué)生課后自學(xué)布置

1、小結(jié)

通過本次課學(xué)習(xí)，在能力應(yīng)達(dá)到：1）掌握串級控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成原理，能正確分析串級控制系統(tǒng)。2）能繪制規(guī)范的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和方框圖。2、作業(yè)布置1）串級控制系統(tǒng)中的主、副回路如何區(qū)分？作用各是什么？2）串級控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量一定比單回路好？請說明理由。

3）鍋爐液位是一單容對象，為克服進(jìn)水流量的干擾，應(yīng)采用怎樣的控制方案？

21四、小結(jié)，學(xué)生課后自學(xué)布置1、小結(jié)通過本次21模塊一液位串級控制方案

湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程分院項(xiàng)目二液位串級控制系統(tǒng)22模塊一湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程分院項(xiàng)目二22一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路控制不足

（1）以下水箱的液位控制為目標(biāo)，組成如下圖所示的單回路控制系統(tǒng)，按照單回路參數(shù)整定方法對控制器的參數(shù)進(jìn)行整定，并正確地投入運(yùn)行。（2）正常運(yùn)行后，對進(jìn)水量加10%左右的干擾，觀察、記錄下過渡過程曲線。

雙容液位定值控制系統(tǒng)1、實(shí)驗(yàn)任務(wù)

23一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路控制不足（1）以下水箱的23（1）對比控制系統(tǒng)未加流量干擾與加流量干擾時的最大動態(tài)偏差和靜態(tài)偏差大?。浚?）有何方法解決單回路控制系統(tǒng)因流量干擾而帶來的控制品質(zhì)下降？試著做一做。

注意事項(xiàng)：應(yīng)認(rèn)真調(diào)節(jié)好二個水箱的進(jìn)、出水閥的開度，以使水箱的液位能穩(wěn)定在某一確定值上。否則，實(shí)驗(yàn)無法正常開展。一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路不足

2、實(shí)驗(yàn)要求

24（1）對比控制系統(tǒng)未加流量干擾與加流量干擾時的最24指標(biāo)對象穩(wěn)定性調(diào)節(jié)時間動態(tài)偏差單容好短小雙容較差較長較大1）性能對比一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路不足

3、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

25指標(biāo)穩(wěn)定性調(diào)節(jié)時間動態(tài)偏差單容好25一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路不足

3、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

雙容控制3、具體實(shí)施？1、什么原因？2、如何解決？26一、實(shí)踐體驗(yàn)—單回路不足3、實(shí)驗(yàn)總結(jié)雙容控制3、具體實(shí)26二、知識學(xué)習(xí)——對象特性及建模

對象特性輸入量輸出量流入量+流出量被控變量1、對象特性概念27二、知識學(xué)習(xí)——對象特性及建模對象特性輸入量輸出量流入量27單容對象1、對象特性概念對象特性類型對象的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)達(dá)到平衡時的相互關(guān)系。靜態(tài)對象的輸出參數(shù)在輸入?yún)?shù)影響下的變化過程相互。動態(tài)時滯對象雙容對象典型28單容對象1、對象特性概念對象特性類型對象的輸入?yún)?shù)和輸出參282、對象動態(tài)特性的基本類型1）單容對象無自衡特性水槽無自衡特性水槽的飛升曲線292、對象動態(tài)特性的基本類型1）單容對象無自衡特性水槽無292、對象動態(tài)特性的基本類型1）單容對象有自衡特性水槽有自衡特性水槽的飛升曲線302、對象動態(tài)特性的基本類型1）單容對象有自衡特性水槽有302）時滯對象蒸汽直接加熱器蒸汽加熱器的飛升曲線312）時滯對象蒸汽直接加熱器蒸汽加熱器的飛升曲線10312、對象動態(tài)特性的基本類型3）雙容對象雙容對象飛升曲線322、對象動態(tài)特性的基本類型3）雙容對象雙容對象飛升曲線32雙容對象單容對象3）雙容對象33雙容對象單容對象3）雙容對象12334）多容對象特性1～6個相同容量的對象飛升特性具有容量和純滯后的對象飛升特性344）多容對象特性1～6個相同容量的對象飛升特性34因素對象時間常數(shù)滯后時間外界干擾單容時間常數(shù)小，調(diào)節(jié)及時。滯后時間小，系統(tǒng)較穩(wěn)定。干擾小，系統(tǒng)穩(wěn)定，靜態(tài)偏差小。雙容時間常數(shù)大，調(diào)節(jié)時間較長。滯后時間大，系統(tǒng)穩(wěn)定較差，容易波動。干擾大，系統(tǒng)易振蕩，靜態(tài)偏差大。3、單雙容對象特性對比35時間常數(shù)滯后時間外界干擾35系統(tǒng)特點(diǎn)：可快速克服進(jìn)水流量干擾對被控變量的影響，且方法簡便、易于實(shí)現(xiàn)。三、解決方法1、穩(wěn)定進(jìn)口流量36系統(tǒng)特點(diǎn)：可快速克服進(jìn)水流量干擾對被控變量的影36三、解決方法2、穩(wěn)定上水箱液位系統(tǒng)特點(diǎn)：可克服進(jìn)水流量干擾及上水箱其它干擾對被控變量的影響，且方法簡便、易于實(shí)現(xiàn)。綜合性能較好。37三、解決方法2、穩(wěn)定上水箱液位系統(tǒng)特點(diǎn)：可克服37三、解決方法不足設(shè)備較多38三、解決方法不足設(shè)備較多17383、控制方法改進(jìn)三、解決方法393、控制方法改進(jìn)三、解決方法1839三、解決方法4、液位串級控制系統(tǒng)特點(diǎn)：控制效果好，費(fèi)用低。但調(diào)試略為麻煩。40三、解決方法4、液位串級控制系統(tǒng)特點(diǎn)：控制效果好40串級控制方框圖副回路——由副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副對象、副測量變送器組成的回路稱為副回路。主回路——整個串級控制系統(tǒng)包括主對象、主調(diào)節(jié)器、副回路等效環(huán)節(jié)和主變量測量變送器，稱為主回路，又稱主環(huán)或外環(huán)。3、液位串級控制41串級控制方框圖副回路——由副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副41四、小結(jié)，學(xué)生課后自學(xué)布置

1、小結(jié)

通過本次課學(xué)習(xí)