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在过程控制中,控制器的重要性是什么?BOB体育手机端

什么是控制器?

控制器是控制系统中一个过程的主要控制元件。所以在控制系统中,控制器会比较控制值和要求的值,如果有一个错误或偏离要求的值控制器会纠正它。控制器将接收到某种形式的错误,它将执行适当的控制功能。控制器将保持过程变量,如温度,压力,流量等到一个所需的水平。控制器将修正后的输出转移到最终的控制元件,从而达到所需的设定点。控制器是控制系统的主要组成部分。该控制器用于工艺装置中修改系统参数,使系统稳定。

控制器的主要部分是什么?

  • 该控制器有一个带有一定仪器的测量单元,利用这些仪器可以测量温度、压力等过程状态
  • 将有一个输入设定值装置来设置所需的值
  • 将测量值与所需值进行比较的比较器
  • 有一个控制单元来计算输出幅度和方向,以便它可以补偿偏离所需的值
  • 控制器中有某些输出单元,如控制阀、电机等,将输出转换为物理动作。

控制器的功能是什么?

控制器在控制系统中起着重要的作用,控制系统将对过程变量进行比较、测量、计算和校正。校正和比较完全由控制器完成。在清除错误后,输出将被发送到最终的控制元素,这将在控制器的帮助下完成。控制器的控制机构由比较器和控制器两部分组成。

控制器是如何工作的?

控制器会收到反馈系统的输出,所以它会将输出与要求的值进行比较,如果它偏离要求的值,那么控制器就会做一些动作来得到要求的值。输出由反馈系统中的传感器感知,并将其转换为适当的反馈信号。参考输入为设定值,误差检测器将反馈值与参考值进行比较。

什么是可变范围和控制器输出范围?

在控制系统中,被控制变量有一个范围的值,这些值将维持控制。控制变量可以指定为一些标称值和正负公差,这个范围是控制器设计所需要的。范围与控制器输出变量相关联,它们有最大值和最小值。控制器的输出为百分比,最小输出为0%,最大输出为100%。控制器的零输出不是零输出。

控制器中的控制滞后和死区是什么?

控制滞后是控制器为了在其设定值接收输出而做出所需更改所需要的时间。死区是从错误发生的瞬间到第一个纠正行动发生的瞬间之间所经过的时间。

控制器的类型有哪些?

有连续控制器和不连续控制器,不连续控制器又分为通断控制器和多位置控制器。连续模式控制器有比例控制、积分控制和微分控制。

开关控制器

我们可以用这种类型的控制器来控制过程变量。这是控制过程的老方法,用开关来做开、关控制。这是一种不连续形式的控制动作这也被称为双位置控制。如果测量值低于设定点,操纵变量在其最大值时,开关控制器将打开。因此,如果操纵变量高于设定点,那么控制器将关闭,操纵变量将是最小的。这种类型的控制器用于工业和家庭应用。这个控制器的控制器增益很好。

On-off控制只在出现错误时才响应,这种类型的控制器不适合连续自动反馈控制。我们可以将开关控制器用于不需要精确控制的系统中,也可以用于能够频繁处理开关的系统中,也可以用于系统质量比较大的地方。

优势

  • 这些控制器既简单又便宜

缺点

  • 他们不是万能的,也没有效果
  • 不可能控制流量
  • 这种类型的控制器的应用非常有限

比例控制器

这是一种连续型的控制器,这种类型的控制系统比间断型控制系统要复杂得多。在这种类型的控制中,控制器将产生一个输出信号,它将与误差成比例。因此,如果误差幅度很大,那么所应用的纠正措施也会很大。比例控制可以去除循环,这可以在开关控制中看到。如果输出达到设定值,那么比例控制器将减少供应给系统的平均功率。因此,由于这个系统将减慢,它不会超过设定值,但它将达到设定值,并能保持稳定的输出。开关控制器只能用于响应时间较长的系统,而不能用于响应时间较快的系统。在这里,我们可以使用比例控制器,输出是一个连续变量。

比例控制器中的增益也可以称为灵敏度,它比较最终控制元件的变化量与被控变量的变化量的比值。在比例控制中,可以通过改变控制器增益的增益来改变控制器的输出

比例控制器的优点

  • 它可以减少稳态误差,从而使系统稳定
  • 过阻尼系统会有一个缓慢的响应,通过使用这个控制器,我们可以使它快速。
  • 在这种类型的控制器中,稳态误差与比例增益成反比,因此如果增益变大,则误差将变低。

比例控制器的缺点

  • 这些控制器将增加系统的最大超调
  • 它只能在偏差不大的情况下使用,因此只能在输入和输出之间偏差较小的系统中使用
  • 它不能用在突然偏离的地方
  • 由于比例控制器,系统中会有一些偏移

积分控制器

在这种类型的控制器中,输出将直接正比于误差信号的积分。比例控制器的主要缺点是不能消除误差,最终会产生偏移误差。如果负载发生变化,那么输出将与设定值不同,这种类型的错误称为偏移错误。这个控制器会对随着时间积累的错误做出反应,因为这个特性,这些控制器能够快速地消除错误。积分控制可以用来抵消系统的偏移,这种控制总是与比例控制结合使用。

积分控制的优点

这种类型的控制器可以返回控制变量到设定值,在一个干扰,因为这个,它被称为复位控制器。

积分控制的缺点

这可能会使系统不稳定,因为它会对错误反应缓慢

微分控制

微分控制可以确定误差信号的未来行为,它是通过考虑变化率来实现的。如果误差很小,如果没有快速增加,控制器将使用该信息来减少控制信号,从而控制动作可以被限制。在这种类型的控制中,控制器的输出依赖于实际误差的时变率。这种类型的控制的主要特点是,根据误差信号的变化率将有一个唯一的控制器输入值。

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