常規(guī)控制正反作用判斷總結(jié)

常規(guī)控制正反作用判斷總結(jié)一：單回路正反作用判斷調(diào)節(jié)器正反作用的概念，通常應(yīng)用于儀表控制行業(yè)。由于控制理論中定義的偏差(SP-PV)與儀表行業(yè)定義的偏差正好相反(PV-SP)，仍然采用偏差來描述正反作用與控制器輸出的關(guān)系會存在混淆。因此，用測量值與控制器輸出的關(guān)系來定義控制器的正反作用，具體定義為：若測量信號增加(假設(shè)設(shè)定值不變)，控制器比例作用的輸出也增加的稱正作用，否則為反作用?？刂破髡醋饔玫倪x取原則，是要使控制回路構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)，根據(jù)控制理論中關(guān)于穩(wěn)定性判據(jù)的論證，這種情況下系統(tǒng)能夠使偏差逐漸減小，并最終趨于穩(wěn)定。單回路控制正反作用的判斷相對容易些，是指一個單回路控制系統(tǒng)中，只要調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)Kc、調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)Kv、被控對象的放大系數(shù)Ko的乘積為正，就能實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋控制，這時傳遞函數(shù)特征根都位于復(fù)數(shù)域的負(fù)半平面，而這恰是系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件。其中調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和對象放大系數(shù)正負(fù)號規(guī)定如下：調(diào)節(jié)器放大系數(shù)的正負(fù)號對于調(diào)節(jié)器來說，測量值增加，輸出增加，稱為正作用，調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kc為負(fù)。Kc取負(fù)，是因?yàn)楸容^環(huán)節(jié)的測量通道占了一個“-”號，即表達(dá)式為:(PV-SP)=-(SP-PV)。而(SP-PV^PID控制器的偏差輸入。反之，測量值增加，控制器輸出減小，Kc為正，稱為反作用。調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)的正負(fù)號調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)Kv定義為氣開閥(FC)Kv為正，氣關(guān)閥(FO)Kv為負(fù)。對象放大系數(shù)的正負(fù)號對象的放大系數(shù)Ko定義為：如操作變量增加，被控變量也增加，Ko為正；操作變量增加，被控變量減少，Ko為負(fù)。例如，在爐膛負(fù)壓控制中，操作變量為空氣流量，被控變量為爐膛壓力，當(dāng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加(出口閥門開度恒定)，空氣流量增大，爐膛壓力就會降低，這時Ko即為負(fù)。由此可知，單回路控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器正反作用的確定方法如下：首先確定調(diào)節(jié)閥Kv是氣開閥還是氣關(guān)閥，接著確定對象放大系數(shù)Ko的正負(fù)號，根據(jù)(Kv*Ko*Kc)>0的原則，可得Kc的正負(fù)號，從而確定調(diào)節(jié)器的作用方式。

二：串極回路正反作用判斷串極回路由主副控制器構(gòu)成，是根據(jù)工藝安全等要求，選定執(zhí)行器的氣開或氣關(guān)形式后，按照使主副控制回路分別成為一個負(fù)反饋系統(tǒng)的原則來確定的。其方塊圖如下圖1所示:^^^|h^^KGC1方塊圖如下圖1所示:^^^|h^^KGC1C1AKGvA"其中：KG為主控制器傳函；KG為副控制器傳函；KG為執(zhí)行器傳函；KGC1C1C2C2VVP2P2為副被控對象物理傳函；Kp1Gp1為主被控對象物理傳函；K^G^2為副檢測通道；匕戶。］為主檢測通道。由于主副被控對象的物理傳遞函數(shù)只和其本身的物理性質(zhì)有關(guān)，且Kp1和Kp2通常為正，因此可以不考慮對象傳函對控制器的正反作用產(chǎn)生的影響。從圖1-1可知，副控制器的正反作用只由副回路的情況而定，與主回路無關(guān)。副環(huán)可以按照單回路控制系統(tǒng)確定正、反作用的方法來確定副控制器的正、反作用。要討論主回路控制器的正反作用，關(guān)鍵是要確定副回路的等效符號。副回路的等效靜態(tài)增益Ky（0）為(1-1)為了保證副回路是負(fù)反饋回路，必須保證系統(tǒng)特征方程的根都在復(fù)數(shù)域負(fù)半平面，即KKK>0，也就是KK與K同號，而KK又決定了K（0）增益C2VO2C2VO2C2Vx,y的正負(fù)號，所以副環(huán)的等效靜態(tài)增益Ky（0）只與副環(huán)檢測環(huán)節(jié)有關(guān)，而且符號相一致。在絕大多數(shù)情況下，副環(huán)檢測變送環(huán)節(jié)傳函增益為“+”號，很少出現(xiàn)增益為“-”的情況，因此，副環(huán)的等效靜態(tài)增益取“+”號。主回路的等效增益

K二任J0)(1-2)x，y1+KCK(0)KO1當(dāng)K（0）>0時，X,yKx,y1+KC1K"3)C1O1由此，我們得出，主回路的增益只取決于主環(huán)檢測變送環(huán)節(jié)的增益，且兩者符號相一致。當(dāng)檢測變送環(huán)節(jié)為正時，Koi>0TKc1>0，即主控制器取反作用。單回路控制時控制器正反作用總結(jié)如下表1所示：調(diào)節(jié)閥Kv對象放大系數(shù)Ko調(diào)節(jié)器正反作用+（氣開）+（氣開）-（氣關(guān)）-（氣關(guān)）+反正+正反表1單回路控制調(diào)節(jié)器正反作用串極控制（副測量環(huán)節(jié)為”+”時）控制器正反作用總結(jié)如下表2所示:調(diào)節(jié)閥主測量環(huán)節(jié)副調(diào)節(jié)器主調(diào)節(jié)器++反反+-反正-+正反--正正表2串極回路控制調(diào)節(jié)器正反作用值得一提的是，反饋控制是基于偏差的控制，當(dāng)系統(tǒng)采用串極前饋控制時，前饋環(huán)節(jié)是以補(bǔ)償?shù)姆绞较到y(tǒng)擾動，本身不形成閉環(huán)反饋回路，也就不存在閉環(huán)穩(wěn)定性問題，因此，無需判斷前饋環(huán)節(jié)的正反作用。舉例：在單回路流量調(diào)節(jié)對象中，第一種情況，調(diào)節(jié)閥為氣開閥（+）、閥門開度越大（操作變量增大）流量越大（對象放大系數(shù)為+），根據(jù)表1可得調(diào)節(jié)器為反作用；第二種情況，調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)閥（-），閥門開度越大（操作變量增大）流量越大（對象放大系數(shù)為+），根據(jù)表1可得調(diào)節(jié)器為正作