第一篇 简单控制系统 在热工过程控制中,简单控制系统是最基本的,也是应用最多的。即使是复杂控制系统,也是在简单控制系统的基础上发展起来的。因此学习和掌握简单控制系统是非常重要的。 第一节 概述 一、常用术语 1 、 被调量 表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的物理量,如水位 H。 2 、 给定值 按生产要求被调量必须维持的希望值,简称给定值。在许多情况下给定值是不变的(如正常运行时锅炉的汽包水位、过热蒸汽温度等),但在有些情况下给定值是变化的,如汽轮机启动过程中转速的给定值就应不断改变。 3 、 控制对象 被调节的生产过程或设备称为控制对象,如汽包。 4 、 调节机构 可用来改变进入控制对象的物质或能量的装置称为调节机构。 5 、 控制量(调节量) 由调节机构(阀门、挡板等)改变的流量(或能量),用以控制被调量的变化,称为控制量,如给水量 W。 6 、 扰动 引起被调量偏离其给定值的各种原因称为扰动。如果扰动不包括在控制回路内部(例如外界负荷),就称为外扰。如果扰动发生在控制回路内部,称为内扰。其中,由于调节机构开度变化造成的扰动,称为基本扰动。变更控制器的给定值的扰动称为给定值扰动,有时也称控制作用扰动。 7、 控制过程(调节过程) 原来处于平衡状态的控制对象,一旦受到扰动作用,被调量就会偏离给定值。要通过自动控制仪表或运行人员的调节作用使被调量重新恢复到新的平衡状态的过程。 二、自动调节系统的组成 它由两类设备构成:一是起调节作用的整套仪表和装置,它包括传感器、变送器、定值器、调节器和执行器等,称为 广义调节器。二是被调节器所控制的生产设备,即调节对象。由此可见,自动控制仪表和控制对象通过信号的传递互相联系起来就构成一个自动控制系统。 运用上述术语来表述,控制就是根据被调量偏离给定值的情况,适当地动作调节机构,改变控制量,最后抵消扰动的影响,使被调量恢复到给定值。 三、自动调节系统方框图 是系统中各个元器件或设备的功能、信号传递和相互作用的一种图解表示,可将调节器和调节对象之间的相互联系形象地表示出来。 方框图有四要素:信号线、信号相加点、信号分支点和环节。如图所示: 特点―――单向性:在方框图中信号只能沿信号线箭头方向传递,不能倒回,否则将使输入、输出关系混乱。 X(s) X1(s) X3(s) X2(s) X(s) X(s) W(s) X(s) Y(s) 信号线 相加点 分支点 环...