自動控制基礎

1、目錄,1. 自動控制的作用 2. 手動控制和自動控制 3. 控制方式 4. 控制動作5. 最佳調整,,1. 自動控制的效用,,,,,,,,,,,自動運行,節(jié)能,高品質,保持舒適條件,,■思考：自動控制的優(yōu)點有哪些？,,溫度傳感器,控制閥,人觀察溫度計測出的室溫，與希望值相比較，判斷打開還是關閉控制閥，然后用手操作閥門，使用蒸氣流量產(chǎn)生變化。其結果是送風溫度和室溫將發(fā)生變化，然后再用眼睛觀察溫度計，并反復執(zhí)行上述操作。,,,,2.

2、1 手動控制,所謂手動控制，即由人進行的控制?。ㄒ肑ISZ8116）,溫度傳感器T測出室溫，由溫度調節(jié)器將測定值與目標值相比較，輸出控制閥的開關指令，由操作裝置對控制閥進行操作，使用蒸氣流量產(chǎn)生變化。其結果是送風溫度與室溫均發(fā)生變化，并由溫度傳感器再次檢測并自動重復上述動作。,所謂自動控制，即由控制設備自動進行的控制,,,,溫度調節(jié)器,控制閥,溫度傳感器,2.2 自動控制,根據(jù)反饋，將控制量與目標值相比較，執(zhí)行修正動作，使二者達到一致

3、的控制,3.1 反饋控制 feedback control,,,反饋,,,,電動閥,,,蒸氣,,溫度調節(jié)器設定20℃,,,,,,,凝水器,,取入新風,供氣,根據(jù)外界干擾信息，在該外界干擾對控制系統(tǒng)出現(xiàn)影響以前，進行必要的調整動作的控制,3.2 前饋控制 feedforward control,,,,PV,SP,,調節(jié)裝置,,操作裝置,,,控制對象,,,,比較,,電動閥,,,,,,,蒸氣,送風,凝水器,,,,,溫度調節(jié)器設定2℃,,取

4、入新風,4 控制動作的種類,比例動作　　　比例＋積分動作,調節(jié)器,●　雙位動作,●　比例動作,,●　浮位動作,比較控制輸入與設定值，執(zhí)行ON或OFF兩個位置的控制輸出。,,,,4.1 雙位動作 （on-off control action）,,,,動作間隙Differential,,,,設定值,室內溫度,,,,,,空調機運行/停止,,,,,,,運行,運行,停止,停止,4.2 雙位動作的室內溫度控制效果,,,高,,,,動作間隙 １℃,

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

6、時，以一定的速度增減執(zhí)行量,ON,OFF,按輸入值成比例進行輸出的控制動作：　　　　　　　　　輸出與偏差成比例的操作信號,,,設定點（SP）,,,室內溫度（℃）,,控制閥開度（％）,4.4 比例動作（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（％）,,,,,,室內溫度（℃）,,△

7、SP（設定點）,,,,,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（％）,,,,,,,室內溫度（℃）,,△SP（設定點）,,,,4.6 正動作/逆動作（Direct/Reverse Action）,,正動作（制冷動作）,逆動作（加熱動作）,,,,溫度,目標值,,時間,4.7　偏差,偏差產(chǎn)生的原因是，控制對象中如果沒有外界影響，以比例動作輸出訂正動作，消除當前值與設定值之間的差，應當變化為目標值

8、；但是，無論何種控制均存在外界影響，在實際的動作中，比例控制通常是只要測量值不發(fā)生變化，控制閥開度就不變，所以與目標值之間就會產(chǎn)生乖離（偏差）。,如果與測量值對應的外界影響趨于穩(wěn)定，則控制將停在未達到目標值的位置,,積分動作的強度通常用積分時間T1表示。P動作的輸出與單獨使用I動作時的輸出達到相等所需的時間稱為積分時間,,溫度輸入,設定值,,,時間,,偏差（Offset）,,,控制閥開度,,,4.8 PI動作,積分時間,●溫度調節(jié)器

9、的輸入,●溫度調節(jié)器的輸出,時間,,,,,比例＋積分（PI）動作,積分（I）動作,比例（P）動作,,4.9 P和PI動作的室內溫度控制效果對比,目標值,,,,溫度,時間,,,比例(P)動作,比例＋積分(PI)動作,附錄: 最佳調整 optimum setting,臨界靈敏度法：首先只用P動作控制。(積分時間為無限大、微分時間為0→使I動作、D動作無效。)先將比例帶設為最大，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