自動(dòng)控制基礎(chǔ)

1、目錄,1. 自動(dòng)控制的作用 2. 手動(dòng)控制和自動(dòng)控制 3. 控制方式 4. 控制動(dòng)作5. 最佳調(diào)整,,1. 自動(dòng)控制的效用,,,,,,,,,,,自動(dòng)運(yùn)行,節(jié)能,高品質(zhì),保持舒適條件,,■思考：自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)有哪些？,,溫度傳感器,控制閥,人觀察溫度計(jì)測(cè)出的室溫，與希望值相比較，判斷打開還是關(guān)閉控制閥，然后用手操作閥門，使用蒸氣流量產(chǎn)生變化。其結(jié)果是送風(fēng)溫度和室溫將發(fā)生變化，然后再用眼睛觀察溫度計(jì)，并反復(fù)執(zhí)行上述操作。,,,,2.

2、1 手動(dòng)控制,所謂手動(dòng)控制，即由人進(jìn)行的控制?。ㄒ肑ISZ8116）,溫度傳感器T測(cè)出室溫，由溫度調(diào)節(jié)器將測(cè)定值與目標(biāo)值相比較，輸出控制閥的開關(guān)指令，由操作裝置對(duì)控制閥進(jìn)行操作，使用蒸氣流量產(chǎn)生變化。其結(jié)果是送風(fēng)溫度與室溫均發(fā)生變化，并由溫度傳感器再次檢測(cè)并自動(dòng)重復(fù)上述動(dòng)作。,所謂自動(dòng)控制，即由控制設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行的控制,,,,溫度調(diào)節(jié)器,控制閥,溫度傳感器,2.2 自動(dòng)控制,根據(jù)反饋，將控制量與目標(biāo)值相比較，執(zhí)行修正動(dòng)作，使二者達(dá)到一致

3、的控制,3.1 反饋控制 feedback control,,,反饋,,,,電動(dòng)閥,,,蒸氣,,溫度調(diào)節(jié)器設(shè)定20℃,,,,,,,凝水器,,取入新風(fēng),供氣,根據(jù)外界干擾信息，在該外界干擾對(duì)控制系統(tǒng)出現(xiàn)影響以前，進(jìn)行必要的調(diào)整動(dòng)作的控制,3.2 前饋控制 feedforward control,,,,PV,SP,,調(diào)節(jié)裝置,,操作裝置,,,控制對(duì)象,,,,比較,,電動(dòng)閥,,,,,,,蒸氣,送風(fēng),凝水器,,,,,溫度調(diào)節(jié)器設(shè)定2℃,,取

4、入新風(fēng),4 控制動(dòng)作的種類,比例動(dòng)作　　　比例＋積分動(dòng)作,調(diào)節(jié)器,●　雙位動(dòng)作,●　比例動(dòng)作,,●　浮位動(dòng)作,比較控制輸入與設(shè)定值，執(zhí)行ON或OFF兩個(gè)位置的控制輸出。,,,,4.1 雙位動(dòng)作 （on-off control action）,,,,動(dòng)作間隙Differential,,,,設(shè)定值,室內(nèi)溫度,,,,,,空調(diào)機(jī)運(yùn)行/停止,,,,,,,運(yùn)行,運(yùn)行,停止,停止,4.2 雙位動(dòng)作的室內(nèi)溫度控制效果,,,高,,,,動(dòng)作間隙 １℃,

5、4.3 浮位動(dòng)作 floating action,,,,,,ON,OFF,,,,－,＋,,偏差,中立帶,,浮位動(dòng)作(又稱為單速度動(dòng)作)雖然也是開閉動(dòng)作的一種，不同的是，它可處在不與任何接點(diǎn)閉合的中立帶(neutral zone)(或稱為不感帶（dead zone）)。有操作信號(hào)時(shí)，操作部朝全開或全閉方向按一定的速度移動(dòng)。信號(hào)進(jìn)入中立帶時(shí)，操作部停在該瞬間位置,4.2 浮位動(dòng)作的水箱水位控制效果,當(dāng)操作信號(hào)動(dòng)作信號(hào)超過某特定范圍（死區(qū)）

6、時(shí)，以一定的速度增減執(zhí)行量,ON,OFF,按輸入值成比例進(jìn)行輸出的控制動(dòng)作：　　　　　　　　　輸出與偏差成比例的操作信號(hào),,,設(shè)定點(diǎn)（SP）,,,室內(nèi)溫度（℃）,,控制閥開度（％）,4.4 比例動(dòng)作（proportional control action）,（全開）,75,（全閉）,24.5,23,0,25,100,24,,,,4.5 比例帶（proportional band）,,,控制閥開度（％）,,,,,,室內(nèi)溫度（℃）,,△

7、SP（設(shè)定點(diǎn)）,,,,,ＰＢ=100％,,,,,輸出在0～100％之間變化所需的輸入變化幅度,,,控制閥開度（％）,,,,,,,室內(nèi)溫度（℃）,,△SP（設(shè)定點(diǎn)）,,,,4.6 正動(dòng)作/逆動(dòng)作（Direct/Reverse Action）,,正動(dòng)作（制冷動(dòng)作）,逆動(dòng)作（加熱動(dòng)作）,,,,溫度,目標(biāo)值,,時(shí)間,4.7　偏差,偏差產(chǎn)生的原因是，控制對(duì)象中如果沒有外界影響，以比例動(dòng)作輸出訂正動(dòng)作，消除當(dāng)前值與設(shè)定值之間的差，應(yīng)當(dāng)變化為目標(biāo)值

8、；但是，無(wú)論何種控制均存在外界影響，在實(shí)際的動(dòng)作中，比例控制通常是只要測(cè)量值不發(fā)生變化，控制閥開度就不變，所以與目標(biāo)值之間就會(huì)產(chǎn)生乖離（偏差）。,如果與測(cè)量值對(duì)應(yīng)的外界影響趨于穩(wěn)定，則控制將停在未達(dá)到目標(biāo)值的位置,,積分動(dòng)作的強(qiáng)度通常用積分時(shí)間T1表示。P動(dòng)作的輸出與單獨(dú)使用I動(dòng)作時(shí)的輸出達(dá)到相等所需的時(shí)間稱為積分時(shí)間,,溫度輸入,設(shè)定值,,,時(shí)間,,偏差（Offset）,,,控制閥開度,,,4.8 PI動(dòng)作,積分時(shí)間,●溫度調(diào)節(jié)器

9、的輸入,●溫度調(diào)節(jié)器的輸出,時(shí)間,,,,,比例＋積分（PI）動(dòng)作,積分（I）動(dòng)作,比例（P）動(dòng)作,,4.9 P和PI動(dòng)作的室內(nèi)溫度控制效果對(duì)比,目標(biāo)值,,,,溫度,時(shí)間,,,比例(P)動(dòng)作,比例＋積分(PI)動(dòng)作,附錄: 最佳調(diào)整 optimum setting,臨界靈敏度法：首先只用P動(dòng)作控制。(積分時(shí)間為無(wú)限大、微分時(shí)間為0→使I動(dòng)作、D動(dòng)作無(wú)效。)先將比例帶設(shè)為最大，然后漸漸縮小比例帶寬(即漸漸提高比例靈敏度)通過閉路系統(tǒng)漸漸提高