第2讲被控对象分析.ppt

过程控制系统
主讲人:钱艳平

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第二讲被控过程建模及分析
被控过程特性
被控过程建模方法
被控过程参数对控制性能的影响
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第二讲被控过程建模及分析
过程控制中,被控过程多种多样,如锅炉、液体储罐、加热器、压力容器、球磨机……等等形形色色的生产设备。
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第二讲被控过程建模及分析
如能掌握过程动态特性(即被控过程的数学模型),将为取得良好的过程控制性能打下基础。
被控过程的数学模型是指被控过程在输入(控制量或扰动量)作用下,其输出(被控量)随输入变化的定量数学函数关系。常用传递函数表示。
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被控过程特性
自衡过程与非自衡过程
当扰动发生后,无须外加任何控制作用,过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。称该类被控过程为自衡过程。
当扰动发生后,被控量不断变化,最后不再平衡下来,则该过程无自衡能力,称非自衡过程。
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被控过程特性
单容和多容过程
被控过程都具有一定储存物料或能量的能力,其储存能力的大小称为容量。
单容过程,是指只有一个储蓄容量的过程对象。
若被控过程由多个容积构成,则称为多容过程。
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被控过程特性
单容和多容过程
常见自衡过程单容或多容数学模型:
常见非自衡过程单容或多容数学模型:
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被控过程特性
特殊过程特性
严重的非线性、不稳定过程
反向特性过程
响应曲线在一段时间内变化方向与其他时间相反。最典型的是锅炉汽包液位的反向特性过程:
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被控过程特性
工业中最常见的被控过程
实践证明,多数被控过程具有如下特性:
1. 被控参数的变化往往是不振荡的,单调的,有惯性的;
2. 存在纯滞后。
最常见的数学模型:
工业过程中,此类被控过程非常多。许多高阶环节也可化简为一阶惯性加纯滞后环节。
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被控过程建模方法
建模所需信息源
(1)要确定明确的输入量与输出量
通常选一个可控性良好,对输出量影响最大的一个输入信号作为输入量,其余的输入信号则为干扰量。
流入量、流出量?
输入量、输出量?