8 章 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定試驗(yàn)

1、第八章調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定與試驗(yàn)80第八章第八章調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定與試驗(yàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定與試驗(yàn)第一節(jié)第一節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)好壞，表示了調(diào)節(jié)系統(tǒng)克服干擾能力的大小。在生產(chǎn)設(shè)備或工藝過(guò)程受到干擾作用后，要求被調(diào)量既快又準(zhǔn)地迅速恢復(fù)到給定值，使生產(chǎn)過(guò)程按正常工況運(yùn)行。干擾作用進(jìn)入調(diào)節(jié)系統(tǒng)的位置、形式、幅值和頻率不同，對(duì)被調(diào)量的影響也不同，其過(guò)渡過(guò)程曲線的變化也不同。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程包括動(dòng)態(tài)過(guò)程和穩(wěn)態(tài)過(guò)程兩部分。因

2、此在討論調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)時(shí)，應(yīng)分別對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程和穩(wěn)態(tài)過(guò)程提出質(zhì)量指標(biāo)的要求。一、動(dòng)態(tài)過(guò)程的性能和質(zhì)量指標(biāo)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程隊(duì)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性都有要求。其中，穩(wěn)定性是首先要保證的。一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不僅要穩(wěn)定，還應(yīng)具有一定的穩(wěn)定裕度。準(zhǔn)確性要求在動(dòng)態(tài)過(guò)程中被調(diào)量的偏離值（尤其是最大動(dòng)態(tài)偏差）保持在運(yùn)行所容許的范圍內(nèi)。快速性則要求動(dòng)態(tài)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間要盡可能短，即要求衰減速度要盡可能快。為了檢驗(yàn)調(diào)節(jié)過(guò)程的質(zhì)量，用衰減率作為調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性指標(biāo)較

3、為直觀和形象，也容?易由過(guò)渡過(guò)程曲線求出其參數(shù)值。在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性通常是不能改變的。系統(tǒng)的穩(wěn)定性可通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)來(lái)改變。衰減率值確定后，系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的形式即被?確定后，系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的形式即被確定。y1320t圖8－1不同衰減率時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特性?圖8－1是不同值時(shí)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。其中，曲線1是1的情況，此時(shí)，系統(tǒng)??的過(guò)渡過(guò)程是非周期過(guò)程，其穩(wěn)定性最好，但其調(diào)節(jié)作用比較慢，即系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，且

4、動(dòng)態(tài)偏差比較大。因此，從準(zhǔn)確性和快速性來(lái)看，曲線1表示的過(guò)程不是最好的。加快調(diào)節(jié)作用，可使被調(diào)量的動(dòng)態(tài)偏差減小，但系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程振蕩頻繁并且衰減得很慢，其階躍響應(yīng)特性如圖8－1中曲線2所示，這種調(diào)節(jié)過(guò)程也是不能滿意的。這說(shuō)明衰減率第八章調(diào)節(jié)系統(tǒng)的整定與試驗(yàn)82與輸入作用的狀態(tài)參數(shù)之間的偏差在允許范圍之內(nèi)。為了便于分析和判斷調(diào)節(jié)系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)，現(xiàn)將從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中作中總結(jié)的一套口訣摘錄如下，可供借鑒：整定參數(shù)尋最佳，由大到小逐步查；先調(diào)比例后積

5、分，微分作用最后加：曲線振蕩鋸齒形，比例刻毒要增大；曲線飄浮繞大彎，比例刻度向小減；曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間向小減；曲線往返波動(dòng)大，積分時(shí)間再增大；曲線振蕩很頻繁，微分時(shí)間要加長(zhǎng)；曲線上下有偏差，微分時(shí)間是太大；理想曲線兩個(gè)波，調(diào)節(jié)質(zhì)量為最佳。有關(guān)對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求，在部頒《熱工儀表及控制裝置檢修運(yùn)行規(guī)程(試行)》的第四篇中有明確的要求，實(shí)際工作中應(yīng)認(rèn)真貫徹執(zhí)行。第二節(jié)第二節(jié)調(diào)節(jié)對(duì)象動(dòng)態(tài)特性測(cè)試調(diào)節(jié)對(duì)象動(dòng)態(tài)特性測(cè)試調(diào)節(jié)對(duì)象是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一

6、個(gè)環(huán)節(jié)，不同的調(diào)節(jié)對(duì)象需要采用不同的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。某些特殊的調(diào)節(jié)對(duì)象則要求采用復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。分析調(diào)節(jié)對(duì)象動(dòng)態(tài)特性對(duì)設(shè)計(jì)人員和調(diào)試人員來(lái)說(shuō)是非常必要的。調(diào)節(jié)對(duì)象是一些復(fù)雜的設(shè)備和系統(tǒng)，輸入量較多，很難用數(shù)學(xué)方法直接求出其動(dòng)態(tài)特性，一般用試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù)(或曲線)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)字處理，即可求出調(diào)節(jié)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性測(cè)試工作，首先應(yīng)明確以下幾個(gè)有關(guān)問(wèn)題：(1)輸入量和輸出量的確定。根據(jù)被調(diào)對(duì)象在生產(chǎn)過(guò)程中所起的作用及其

7、在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中所處的地位來(lái)確定其相應(yīng)的輸入量和輸出量。如汽包用來(lái)進(jìn)行汽水分離并穩(wěn)定主汽壓力，取汽包水位信號(hào)作為給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出信號(hào)，取汽包壓力信號(hào)作為壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出信號(hào)。影響調(diào)節(jié)對(duì)象輸出信號(hào)的因素不是單一的。例如，引起汽包水位變化的因素有主蒸汽流量、給水流量、排污量、燃料量等，其中任何一個(gè)因素的改變都可以作為調(diào)節(jié)對(duì)象的輸入信號(hào)，其中給水量和燃料量變化所引起的擾動(dòng)稱為基本擾動(dòng)(或內(nèi)部擾動(dòng))，基本擾動(dòng)在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中起決定性作用。不屬于

8、閉環(huán)系統(tǒng)范圍內(nèi)的擾動(dòng)稱為外部擾動(dòng)。外部擾動(dòng)也會(huì)引起被調(diào)量變化。負(fù)荷變化是引起汽包壓力變化的最重要、最經(jīng)常的外部擾動(dòng)作用；蒸汽流量變化或汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門(mén)開(kāi)度變化是給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的外部擾動(dòng)。(2)擾動(dòng)信號(hào)的形式。擾動(dòng)信號(hào)可以采用階躍信號(hào)或矩行脈沖信號(hào)。采用階躍信號(hào)得到的響應(yīng)曲線稱作階躍響應(yīng)曲線(或飛升曲線)。當(dāng)受到運(yùn)行條件的限制，不可能獲取完整的階躍響應(yīng)曲線時(shí)，可采用矩形脈沖擾動(dòng)試驗(yàn)，再將脈沖響應(yīng)曲線變換為階躍響應(yīng)曲線。下面介紹在現(xiàn)場(chǎng)求取調(diào)節(jié)對(duì)