调节器控制规律特性及应用
仪器网 · 2012-07-14 23:39 · 41657 次点击
1.位式调节
常见的位式调节器有两位式和三位式。两位式调节系统的调节阀只有两个位置即全开或全关;三位式调节系统的调节阀则有三个位置即全开、中间和全关。采用位式调节允许被调参数有持续的小幅度波动,这种等幅振荡使调节系统动作频繁,使一些可动部件如调节阀的阀芯、阀座或继电器触头磨损。如果采用带有中间区域的位式调节器,振荡周期就较长.动作次数减少,可有效减轻可动部件的磨损。
位式调节系统适用于时间常数较大、纯滞后较小、负荷变化不大也不剧烈的场合。如常用的恒沮箱、电烘箱等的温度调节系统,脱水雄放水的液位调节系统,以及气动仪表空气压缩机储峨的压力调节系统。
位式调节器是价格最低和最简单的调节器,在生产过程中实现位式调节是比较简便的。凡是有上、下限触点的检测仪表都可以用作位式调节器;再配上一些中间继电器、磁力起动器及快开式调节阀、电磁阀或电动机等,便可以构成位式调节系统。
2.比例式调节
比例调节能按被调参数与给定值的偏差值大小和方向,发出与偏差成比例的输出信号,不同的偏差对应不同的阀门位置,动作比两位式或三位式调节器平滑得多。
比例调节的特点是:调节器的输出与偏差成比例,阀门位置与偏差有对应关系;当负荷变化时,克服干扰能力强,过渡过程时间短,过程终了存在余差。
比例调节适用于控制通道滞后较小、负荷变化较小、纯滞后不太大、时间常数较大而工艺要求又不高的调节系统,如某些塔和储雄的液位、气体和蒸气总管的压力调节系统。在一般情况下,如能把比例调节器应用得当,都可以获得较好的效果。比例调节器的主要缺点是调节的最终结果有残余偏差,特别是当负荷变化幅度大时,余差更大。
3.比例积分调节
比例积分调节器的输出信号还与输人偏差值对时间的积分成正比关系,所以当愉人偏差存在时,调节器的输出一直在变化,直到输人偏差值等于零时为止。由于比例积分调节器具有这一特性,所以可以消除残余偏差,使被调参数最终回到给定值。但系统稳定性降低,虽然加大比例度可提高稳定性,但超调最和振荡周期都加大,回复时间也加长。
比例积分调节器适用于控制通道滞后较小、负荷变化较大、纯滞后不太大、时间常数不是太大而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统.例如流量调节系统、管道压力调节系统和要求严格的液位控制系统等,在炼油、化工过程中多数系统都可采用。对于纯滞后和容量滞后都特别大的对象,或者负荷变化特别激烈.由于积分作用的迟缓性质,调节作用不够及时,使调节时间较长,最大偏差也较大。在这种情况下不应考虑增加积分作用。
4.比例积分徽分调节
采用比例积分微分调节器,不仅加强了调节系统克服干扰的能力,而且系统的稳定性也显著提高.引人微分作用不仅可以把比例度相应减小,而且还可以把积分时间缩短,能够使系统应用缩小的比例度不致产生振荡,采用较强的积分作用而不会造成稳定性的降低.对于容量滞后较大、纯滞后不太大、不允许有余差的对象,采用比例积分微分调节器,可以全面地改善调节质量。例如温度调节系统多采用比例积分微分调节器。但是,微分作用对克服纯滞后显示不出好的效果,因为在纯滞后阶段内,调节器的愉人偏差变化速度为零,微分调节部分不起作用。在这种情况下,应从工艺和仪表安装上尽量消除和减少纯滞后时间。
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