被控对象动态特性分析.doc

被控对象动态特性分析.doc,。图中,是控制器的传递函数,Go(s)是执行机构的传递函数,。玖(S)是测量变送器的传递函数,是被控对象的传递函数。,控制器,执行机构、测量变送器都属于|'|动化仪表,他们都是围绕被控对象工作的。也就是说,一个过程控制的控制系统,是围绕被控现象而组成的,被控对象是控制系统的主体。因此,对被控对象的动态特性进行深入了解是过程控制的一个重要任务。只有深入了解被控对象的动态特性,了解他的内在规律,了解被控辩量在各种扰动下变化的情况,才能根据生产工艺的要求,为控制系统制定一个合理的动态性能指标,为控制系统的设计提供-•个标准。性能指标顶的偏低,可能会对产品的质量、产量造成影响。性能指标顶的过高,可能会成不必要的投资和运行费用,甚至会影响到设备的寿命。性能指标确定后,设计出合理的控制方案,也离不升对被控动态特性的了解。不顾被控对象的特点,盲目进行设计,往往会导致设计的失败。尤其是一些复杂控制方案的设计,不清楚被控对象的特点根本就无法进行设计。有了正确的控制方案,控制系统中控制器,测量变送器、执行器等仪表的选择,必须己被控对象的特性为依据。在控制系统组成后,合适的控制参数的确定及控制系统的调整,也完全依赖与对被控对象动态特性的了解。由此可见,在控制工程中,了解被控制的对象是必须首先做好的一项工作。过程控制的被控对象设计的范围很广。被控对象不一定是指一个具体的设备,不少情况下被控对象是指一个过程。有些过程可能涉及好几种设备,而在有些设备内部可能包括了几个过程0过程控制被控对象的内在机理较为复杂,由简单过程,又存在严重:非线性的过程,有多变量过程,有些被控对象的特性随时间或工作条件而变化。对被控对象动态特性的了解,一种方法是通过分析被控对象的工作机理,建立被控对象的数学模型。但由于连续生产过程的复杂性,完全从机理I:揭示其内在规律,获得精确的数学模型还有较大的困难。另一种方法是工程上经常使用的方法,它采用实验法来获得被控对象的数学模型。这种方法通过测量被控对象的阶跃相应曲线(称为飞升曲线),近似确定被控对象的数学模型,研究被控对象的动态特性。过程控制中大多数被控对象都具有较大的惯性和时间延退,一般不具有振荡特性,其飞升曲线是单调变化的。按照被控对象所含存贮元件的多少,被控对象可分为单容对象、双容对象和多容对象。按照被控变量受扰动后的变化规律,被控对象可分为有自平衡能力的对象和无自平衡能力的对象。。,在没有外部干预的情况下(指没有自动控制或人工控制参-与),被控变量依拳•被控对象内部的反馈机理,能日发达到新的平衡状态,我们称这类对象是有日平衡能力的被控对象。具有13平衡能力的单容对象的传递函数为,、K*)=后口 ()这是个一•阶惯性环节。描述这类对象的参数是时间常数和放大系数K。。我们已经推导过水箱的传递函数为其中T=RC,C为水箱的横裁面积,R为输出管道阀门的阻力。T称为水箱的时间常数。K称为水箱的放大系数。代=&一阶系统的特性我们已经在时域分析中进行了详细的讨论,所有结论都适用于单容对象。作为过程控制的