[精选]建筑环境与设备控制技术PPT.pptx

复习要点第1章 自动控制系统基本概念第2章被控对象的特性第3章测量变送器及其特性第4章基本控制规律第5章执行器及其特性第6章简单自动控制系统的特性及设计第7章 复杂自动控制系统的特性及设计第10章 空气调节系统的自动控制第11章 自动控制系统的整定和投运第1章 自动控制系统基本概念一、一、控制系统的组成控制系统的组成；二、二、由系统工作原理图绘制系统方框图；由系统工作原理图绘制系统方框图；三、对控制系统性能的要求。三、对控制系统性能的要求。自动控制系统可概括成两大局部：u一局部是u自动化装置控制下的生产设备u 称为被控对象受控对象u另一局部是为实现自动控制所必须的自动化仪表设备 简称为自动化装置 包括测量变送器、调节器和执行器等自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程有自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程有非周期衰非周期衰减过程减过程、衰减振荡过程衰减振荡过程、等副振荡过程等副振荡过程、发散振荡发散振荡过程过程 等四种。等四种。品质指标用来衡量控制系统的质量1.余差e 2.最大偏差A3.衰减比n4.衰减率f5.过渡过程时间ts6.峰值时间tp第2章 被控对象的特性u被控对象的特性参数放大系数K、滞后时间、时间常数Tu被控对象的数学模型对象微分方程式的列写、求解及分析u被控对象特性的实验测取被控对象特性：是指被控过程的输入变量操被控对象特性：是指被控过程的输入变量操纵变量或扰动变量发生变化时，其输出变量纵变量或扰动变量发生变化时，其输出变量被控变量随时间的变化规律。被控变量随时间的变化规律。对象各个对象各个输入量与输出量之间的函数关系输入量与输出量之间的函数关系用什么来表示被控对象的特性？常用三个物理量：1.放大系数放大系数K2.时间常数时间常数T3.滞后时间滞后时间 被控对象的数学模型微分方程的建立过程1.确定输入量和输出量2.划分环节3.写出每一环节元件 原始方程式4.消去中间变量5.写成标准形式被控对象特性的实验测取对象特性参数可以由过程的数学模型通过求解得到，但是在生产过程中，很多过程的数学模型是很难得到的。工程上一般用实验方法来测定过程特性参工程上一般用实验方法来测定过程特性参数。数。最简便的方法就是直接在原设备或机器中施加一定的扰动，通过该过程的输出变量进行测量和记录，然后通过分析整理得到过程特性参数。第3章 测量变送器及其特性温度测量变送器热电偶、铂热电阻压力和压差测量变送器霍尔压差变送器、电动差压变送器流量测量变送器节流装置、椭圆齿轮流量变送器液位测量变送器电容式液位变送器测量变送器特性性能指标第4章 基本控制规律比例度对控制过程的影响u如图4-9u越大，即Kp越小，过渡过程曲线越平稳，但静差很大u越小，则过渡过程曲线越振荡u过小时，就可能出现发散振荡控制规律输入e与输出p或p的关系式阶跃作用下的响应阶跃幅值为A优缺点适用场合比例微分PD式5-11c图响应快、偏差小、能增加系统稳定性;有超前控制作用,可以克服对象的惯性;控制结果有余差对象滞后大,负荷变化不大,被控变量变化不频繁,控制结果允许有余差存在 比例积分微分PID式5-12d图控制质量高;无余差;参数整定较麻烦 对象滞后大;负荷变化较大,但不甚频繁;对控制质量要求高。例如精馏塔、反响器、加热炉等温度控制系统及某些成分控制系统 第5章 执行器及其特性电动执行器的组成及工作原理直通调节阀的流量特性，直通调节阀的主要类型电气阀门定位器u力矩平衡原理第6章 简单自动控制系统的特性常用的控制系统分析方法：微分方程分析法u列出各个环节的微分方程式n被控对象n测量变送器n调节器n执行器得到整个系统微分方程式结合边界条件，求解，得到被控变量随时间的关系式绘制过渡过程曲线，并分析n从过渡过程曲线得到系统在干扰作用下的控制质量n如稳定程度、衰减比、最大偏差、余差、回复时间及振荡周期等n得出其控制质量是否满足工艺生产要求的结论，以便找出改进系统的有效方法被控变量的选择选择的原则u要熟悉工艺过程，从对自动控制的要求出发，合理选择被控变量u具体如下：u假设以工艺控制指标温度、压力、流量、液位、空气相对湿度等作为被控变量，则u应能够最好地反映工艺所需状态变化的参数u通常可按工艺操作的要求直接选定，因为它们为某一工艺目的效劳是清楚的，大多数单回路控制系统就是这样u例如换热器温度控制、热网的流量控制及房间温度控制等。u假设以产品质量指标作为被控变量，则应u这是最直接也是最有效的控制参数u例如工业锅炉的蒸汽压力、空调处理装置的露点温度等都是反映热工过程的质量指标，因而选择它们作为被控变量。u应能获得检测信号并有足够大的灵敏度，且滞后要小，否则无法得到高精度的控制质量。u应考虑工艺流程的合理性和国内仪表生产的现状确定调节参数的原则u应以克服主要扰动最有效为原则u即应使调节通道对象的放大系数适当地大些，时间常数适当小但不要过小，纯滞后越小越好。u扰动通道对象的放大系数应尽可能小，时间常数应尽可能大u扰动作用点应尽量靠近调节阀或远离测量传感器。u增大扰动通道的容量滞后，可减少对被控变量的影响。u不能单纯从自动控制角度出发，还须考虑生产工艺的合理性调节阀的结构形式选择的一般规律u直通单座阀和双座阀应用广泛u当阀前后压差较小，要求泄漏量也较小时，应选直通单座阀；u当阀前后压差较大，并允许有较大泄漏量时，应选直通双座阀。u当在大口径、大流量、低压差的场合工作时，应选蝶阀，但此时泄漏量较大。u在比值控制或旁路控制时，应选三通调节阀；u当介质为高压时，应选高压调节阀。开关形式u电动调节阀的开关形式u有电开与电关两种形式u气动调节阀的开关形式u气开与气关两种形式u电气开式的调节阀在有信号压力时阀翻开，而电气关式的调节阀在有信号时阀关闭。选择原则u调节阀开闭形式的选择主要从生产安全角度考虑。u一般在能源中断时，应使调节阀切断进入被控制设备的原料或热能，停止向设备外输出流体。调节阀的开、关形式是由执行机构的正、反作用和阀芯的正、反向安装所决定的，可组合成4种方式如何确定调节阀的口径？u由式6-28可知：当生产工艺中需要的正常流量q和压差决定后，就可计算出阀门的流通能力，然后根据C值，查调节阀的产品规格，便可确定调节阀的口径。第7章复杂自动控制系统的特性及设计复杂控制系统主要有u串级控制系统u比值控制系统u选择性控制系统u分程控制系统u前馈控制系统分级控制思想u将一个控制通道较长的对象分为两级u把许多扰动在第一级副环就基本克服掉，剩余的影响及其他各方面扰动的综合影响再由主环加以克服u这种控制思想在许多非工程、非自然学科领域应用也非常普遍串级系统结构组成u有两个对象u主、副对象u两个控制器u主、副控制器u两个测量变送器u主、副测量变送器u一个执行器系统工作方式u副环工作既是随动又是定值u对于主控制器输出的设定值是不确定的，是随动系统u对于进入副环的扰动，是定值控制系统。u主环工作是定值控制方式u假设把副环看作为一个整体方块u则主环就相当于一个简单控制系统u串级控制系统就是定值控制系统控制性能u控制性能优于简单控制系统u系统对于扰动反响更及时u克服扰动的速度更快u能有效地克服系统滞后u改善控制精度和提高控制质量串级系统控制作用方向分析首先看主控制器，由于副环可以简化为一个正作用方向方框，如图7-7所示，主对象作用方向为正，主测量变送作用方向亦为正。根据简单控制系统中所介绍的原则，4个方框所标符号的乘积应为正，故主控制器方框的作用方向应为正。如此，整个环路中所有符号相乘为负，系统是负反响，选反作用控制器。副控制器作用方向的选择与简单控制系统一样，这里副控制器方框的作用方向亦应为正，结合控制器比较点的符号“，控制器整体应选反作用控制器。如此，整个副环是负反响控制系统。前馈是“开环。反响是“闭环控制系统u外表上，两种控制系统都形成了环路，但反响控制系统中，在环路上的任一点沿信号线方向前行，可以回到出发点形成闭合环路，成为“闭环控制系统。而在前馈控制系统中，在环路上的任一点沿信号线方向前行，不能回到出发点，不能形成闭合环路，因此称其为“开环控制系统。前馈控制及时。反响控制滞后前馈控制根据扰动来控制，所以控制及时；而反响控制根据偏差来控制，即扰动作用下被控变量产生偏差后才进行控制，控制不及时前馈控制系统中假设扰动，有滞后。前馈只能克服所测量的扰动，反响可克服所有扰动u量都不可测量，前馈就不可能加以克服。而反响控制系统中，任何扰动，只要它影响到被控变量，都能在一定程度上加以克服。第10章空气调节系统的自动控制 空调房间温度自动控制是通过接通或断开电加热器和增加或减少精加热器的容量而改变送风温度来实现的。空调温度自动控制系统常用的改变送风温度方法有：控制加热空气的电加热器空气加热器介质为热水或蒸汽加热量改变一、二次回风比房间空气相对湿度自动控制的方法 在空调中，为维持室内空气相对湿度恒定或某一设定范围内，通常采用定露点间接控制法及变露点直接控制法。定露点间接控制法。当空调房间的余湿量不变或变化幅度较小时，对于具有喷淋室或喷淋表冷器式空气处理环节的空调系统，可采用保持喷淋室后或喷淋表冷器后露点温度恒定的方法，使室内空气相对湿度稳定在某一范围内。该控制法一般适用于室内余湿量变化幅度较小及空气相对湿度允许波动范围较大的场合，此方法可使室内相对湿度允许波动范围控制在5%。变露点直接控制法 用直接装在室内工作区、回风口或回风道中的湿度测量传感器来测量和控制空调系统中相对应的执行控制机构，到达控制室内空气相对湿度的目的。第11章 自动控制系统的整定和运行方法：临界比例度法、衰减曲线法和经济试凑法。方法：临界比例度法、衰减曲线法和经济试凑法。方法：临界比例度法、衰减曲线法和经济试凑法。方法：临界比例度法、衰减曲线法和经济试凑法。临界比例度法临界比例度法u特点：直接在闭合的控制系统中进行整定：直接在闭合的控制系统中进行整定 ，不需要进行过程特，不需要进行过程特性测试，应用较广。性测试，应用较广。u适用场合:适用于一般的控制系统，对工艺上不允许产生等幅震荡的系统不适用衰减曲线法衰减曲线法u特点：应用比例作用，直接获取希望的衰减曲线方法u适用场合:1适合各种系统 2对于干扰频繁场合，会造成曲线不规律经验试凑法u特点：各种控制规律对对系统控制质量的影各种控制规律对对系统控制质量的影 响的定性分析。响的定性分析。按照顺序对按照顺序对,T,TI I,T,TD D逐个整定，逐个整定，直到获得满意的过渡过程为止。直到获得满意的过渡过程为止。9、静夜四无邻，荒居旧业贫。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。05:12:0805:12:0805:124/18/2023 5:12:08 AM11、以我独沈久，愧君相见频。4月-2305:12:0805:12Apr-2318-Apr-2312、故人江海别，几度隔山川。05:12:0805:12:0805:12Tuesday,April 18,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。4月-234月-2305:12:0805:12:08April 18,202314、他乡生白发，旧国见青山。18 四月 20235:12:08 上午05:12:084月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。四月 235:12 上午4月-2305:12April 18,202316、行动出成果，工作出财富。2023/4/18 5:12:0805:12:0818 April 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。5:12:08 上午5:12 上午05:12:084月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。05:12:0805:12:0805:124/18/2023 5:12:08 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。4月-2305:12:0805:12Apr-2318-Apr-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。05:12:0805:12:0805:12Tuesday,April 18,202313、不知香积寺，数里入云峰。4月-234月-2305:12:0805:12:08April 18,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18 四月 20235:12:08 上午05:12:084月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。四月 235:12 上午4月-2305:12April 18,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/4/18 5:12:0805:12:0818 April 202317、空山新雨后，天气晚来秋。5:12:08 上午5:12 上午05:12:084月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。4月-234月-23Tuesday,April 18,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。05:12:0805:12:0805:124/18/2023 5:12:08 AM11、越是没有本领的就越加自命非凡。4月-2305:12:0805:12Apr-2318-Apr-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。05:12:0805:12:0805:12Tuesday,April 18,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。4月-234月-2305:12:0805:12:08April 18,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。18 四月 20235:12:08 上午05:12:084月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。四月 235:12 上午4月-2305:12April 18,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/4/18 5:12:0805:12:0818 April 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。5:12:08 上午5:12 上午05:12:084月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉