过程计算机控制全册配套精品完整课件.ppt
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1、)(tx)(ty)(te)(tu)(tq)(tz)(tf)(tx)(ty)(te)(tu)(tq)(tz)(tfBBnBBB9 . 075. 000100)()()(yytypSt005002pt)()()()()()()()(1111011110trbtrdtdbtrdtdbtrdtdbtcatcdtdatcdtdatcdtdammmmmmnnnnnn (1 1)确定系统中各元件的输入输出物理量;)确定系统中各元件的输入输出物理量; (2 2)根据物理定律或化学定律(机理),列出元件的原始方)根据物理定律或化学定律(机理),列出元件的原始方 程,在条件允许的情况下忽略次要因素,适当简化;程,
2、在条件允许的情况下忽略次要因素,适当简化; (3 3)消去中间变量,按模型要求整理出最后形式。)消去中间变量,按模型要求整理出最后形式。v 形式上记为:形式上记为:nnnnmmmmasasasabsbsbsbsRsCsG11101110)()()(1qh)(1qfh)72.(.22Rhq)52.(21dtdhAqq)62.(21dthdAqqhqq,2102010hqq,dthdARhq21)82.(.11)()()(002210STKSARRSQSHSW)()()(122SQRSHSHSAR)()()(21SHASRSHSQ20ART 20RKA)1 (0/10TteqKh)(iQfTiQT
3、)1 (dtTdCQQoipGCC 加热器内水的总重量;其中: G水的比热;pC所吸收的热量。热容,介质每升高CCo1)2()(TTAkQroTAkQroAkRr1令)3(1TRQo11)()()(000STKCRSRSQSTSWi,得:)示消去)、(由(oQ31iQRTdtTdRC)()()(sQRsTsTRCSi;过程的时间常数,式中:RCTT。过程的放大系数,RKK22)()(RthtqdtthdARthtq)()()(201SeSQRSHSHSAR0)()()(122SSeSTKeSARRSQSHSW0011)()()(0022100dttdhAtqtq)()()(201dtthdAt
4、qtq)()()(201纯延迟单容水箱及其响应曲线无纯滞后有纯滞后0012d hqqAdtdthdAq1STASSQSHSWa11)()()(10ATaSaeSTSW01)(020q无纯滞后有纯滞后无自平衡能力的单容水箱及其响应曲线1q2h212RhqdthdAqq1121323RhqdthdAqq2232)()()(1121SHSASQSQ212)()(RSHSQ)()()(2232SHSASQSQ323)()(RSHSQ)()()(1121SHSASQSQ212)()(RSHSQ)()()(2232SHSASQSQ323)()(RSHSQ)(1SQ)(1SH)(2SQSA11)(2SQ21
5、R31RSA21)(3SQ)(2SH)()()(120SQSHSW)1)(1(32213SRASRAR)1)(1(21STSTK211RAT 322RAT K)1()1)(1()()()(13221110 SRASRASRARSQSHSWnnnn)1()1)(1(21 STSTSTKnTTTTn 21nTSKSW)1()(0SneTSKSW0)1()(0)(1SQ)(2SQSA1121RSAn111nR)(SHn)(3SQSA2131R.)(SQn)()()(1201SQSQSW1121SRA)()()(2202SQSHSWSA21sTSTSASRASQSHSWa111111)()()(122
6、11201q3q3212010qqqhh,2212RhhqdthdAqq1121323RhqdthdAqq22321)(1)()()(13231222312130SARARARSARARSQSQSW)1)(1(121STST)(231211ARARfT,)(231222ARARfT,1q2hQWQWKn0n0)()()(21tututu从图中可知:)()(12ttutu而:作用下的响应;为矩形脉冲设)()(tuty作用下的响应;、为阶跃信号、)()()()(2121tututyty)()()()()(1121ttytytytyty则:)()()(11ttytyty所以响应曲线。响应曲线。线性线
7、性系统系统1)(000STKSW)1)(1()(2100STSTKSWseSTKSW1)(000seSTSTKSW)1)(1()(2100STSWa1)(0saeSTSW1)(0)1(1)(10STSTSWasaeSTSTSW)1(1)(1000)0()(xyyK1)(000STKSWSeSTKSW1)(000SeSTKSW1)(000时当那么)(1)(0txtr)(tyt0texKTt)1(000的两个表达式:和数入上式,得到含有未知将曲线上两点的值带T)1()(01001TtexKty)1()(02002TtexKty)(393.0)(1yty)(2120ttT212tt )(632.0)
8、(2yty038.0Tt042Tt)(55.0)(3yty)(87.0)(4yty,代入前式得:、得到对应的21tttty)(tty)()(ty011t)1)(1()(2100STSTKSW时当)(1)(0txtr)1()(2112212100TtTteTTTeTTTxKty上述模型的响应2T1T1T2Ttty)()(4.0(1yt ,)(8.0(2yt ,1t2t)(16.212121ttTT)55.074.1()(2122121ttTTTT21TT 、Se)(4 . 01yt :对应的关系与比值中阶数)(惯性对象2111ttnTSnn21tt)(8 . 02yt :对应;的稳态值求、)()
9、(1yty;和所对应的和分别为求、21)(8 . 0)(4 . 0)(3ttyyty;的值确定阶数根据、ntt214,则对象为一阶系统;若32. 021tta统;,则将其拟合成二阶系若46. 032. 021ttb,)(,则系统模型为若特殊地2021146. 0TSKtt32. 421ttT其中:00)0()(2xyyK、计算放大系数:的数据对,则根据上表找其相近若46. 021ttc进行拟合值,根据的16. 221ttnTnsaeSTSW1)(0tgxTta02,saeSTSTSW)1(1)(10tgxTta01,121ttT)(xxR)(xyR)(g脉冲响应)(y阶跃响应)(0SW过程的传
10、递函数)(ty)(0SW随机信号)(tx的自相关函数。称为该集合的,其乘积的集合平均是相关与有影响,则称的取值)对另一时刻(时刻的取值某信号在)()()()()()(txtxEtxtxtxttxtTTxxdttxtxTR0)()(1lim)(称为其互相关函数。均集合平是互相关的,其乘积的与响,则称的值有影对另一个信号如果一个信号)()()()()()(tytxEtytxtytxTTxydttytxTR0)()(1lim)()()(gkRxy)()(xxRk 0001)(时钟脉冲1234输出TxydttytxTR0)()(1)(TxxdttxtxTR0)()(1)()(tx)()(txtxtt
11、20)(2a)(2a0tt 2时当tNatatNtaTdtttxtxTRTxx2202)(1)(1)()(1)(时、当ttt 1432NadttxtxTRTxx20)()(1)(同样有时当02202)(1)(1)()(1)(atNatNtNaTdttxtxTRTxx)(xxR02atNttNa ) 1(22,函数。个理想的很小,三角波近似于一很大时,当NaN22)()(aRkxx这样就有)(1)(1)(2xyxyRaRkgCRaggxy)(1)(0)0(2,令为了保证所得)(1)(1)()32xyxyRaRkg)()(1)()111tkytkxNRNKyxaRRyxxy)()2的符号为计算方便
12、,只考虑)(tkx序列)(M)(txMpa03. 015N012345678910112.061.851.841.791.080.680.440.801.912.332.492.511213141516171819202122233.052.691.941.821.822.032.031.030.680.520.861.782425262728293031323334352.502.502.323.282.822.042.011.671.701.821.040.593637383940414243440.380.811.912.552.282.563.132.702.06iiii)( iy)(
13、 iy)( iy)( iy表:,各时刻的采样值如下,在炉膛温度 20)(ty:白噪声;)(kv:有色噪声;)(ke)()()(kekyky则:)()()()(11zNkvzGku)()()2() 1()()2() 1()(2121kenkubkubkubnkyakyakyakynn 示为:个方程,用向量形式表数,至少要列写个系统参这、,、要确定nnbbbaaann222121 )()()()(NeNNXNY不唯一。时,参数向量的解当nnbbaaNnN11)(2),使得:(找到一组参数向量N最小。NnnKTeekeJ12)(YXXXTT1)(修正项)(老的估计值)(即:新的估计值1kk1)()(
14、)(NXNXNPTYXNPNT)()(1) 1()() 1() 1()() 1(NxNPNxINXNPNKT)() 1() 1() 1()() 1(NNxNyNKNNT)() 1() 1()() 1() 1()()() 1(1NPNxNxNPNxINxNPNPNPTT)可设定为任何值。(为单位矩阵。量,为一个数值非常大的标,其中)(设002IaIaP测量测量精度精度00100仪表量程绝对误差的最大值仪表精度11)()()(00tetettEABAB,范围内在Co0200 320)100(1tCtCBtAtRRot范围内在Co8500201BtAtRRt时的电阻值;:温度为其中CRo00时的电阻
15、值;:温度为CtRot。,电阻的为常数,我国规定:铂、1273102735. 410802. 51090802. 3CBACBAhlhm3单位有hkgfhkg2(1)2pvconstg)(2)(11212122ppgAAv)2(2211AvAvQ)(2210ppgAQ:孔板开口面积;0A等因素有关;式的型式、尺寸、取压方置:流量系数,与节流装后的静压力差。:差压计测得的孔板前21pp 1V1212pp、11212V(1)p p1(-)=( -)A1Ag2212(2)2vp pg-v)式,可得:)、(由(21122112)(AgVv1221100)(2AgVAvAQ计的体积流量为:通截面积,则转
16、子流量表示转子流量计环形流若以0A22220)tan()(rhrrRA)tantan2(22hrh)3()(2)tantan2(12211220AgVhrhvAQ性关系,即近似为线一项可以忽略不记,可)角很小,(因为是之间并非线性关系,只与)式中可以看出,从(2tan3hhQhkQ12211)(2tan2AgVrk其中:nVQ4:椭圆齿轮的转速,n:半月牙形的容积。VkBDve 感应电势;e常数;k磁感应强度;B管道内经;D流体的流速;vvD4Q2而ek QHP KHHdDCln2:绝缘导管的介电系数控制器执行器被控过程检测变送器euq)(tf)(tx)(tz)(ty LKAppKAL 阀杆的
17、位移。弹簧的弹性系数;膜片的有效面积;信号;气动调节器的输出压力LKAppL 即。或单位流体流量,时,每小时通过阀门的重量为、流体差为调节阀全开,阀前后压kgmcmgMPa33/11 . 0)(2210ppgAQ差压流量计中已作介绍差压流量计中已作介绍gAC20令pQC则 根据计算所得调节阀的流通根据计算所得调节阀的流通能力确定其尺寸参数公称直径与能力确定其尺寸参数公称直径与阀座直径。(参见阀座直径。(参见P114 P114 表表4-24-2)装阀。有正调节阀为单导向式,只的公称直径mmDg25有气则开”。时,阀开始打开,即“当信号压力MPap02. 0关”。反而关小,即“有气则当信号压力增大
18、时,阀)(maxLlfQQ即:之比。与全开流量芯在某一行程时的流量相对流量,即调节阀阀maxmaxQQQQ之比。与全开行程阀芯行程相对位移,即调节阀的LlLlKLldQQd)()(max即:RQQQQlminmaxmin0,且时,如果令:LlRRQQ)11 (1max,则有:,即时,如果当000minQQlLlQQmax00Ll00maxQQ时,当相对位移变化00100067. 9)()11 (LlR0000007510013137 .2210时相对位移为000000191007 .517 .513 .6150时相对位移为化量为:所引起的相对流量的变000000111006 .806 .803
19、 .9080时相对位移为VKQQKLldQQd)()()(maxmax即:)1(maxLlRQQ0000004010067. 467. 458. 610时相对位移为000000401003 .183 .186 .2550时相对位移为000000401008 .508 .502 .7180时相对位移为VKVKmaxmax)()(QQKLldQQd即:一定,假设总压差 P之比。压差与系统总前后的压差表示调节阀全开时阀门用PPSVminPPSVmin时,1S时,1S量之比。全开流量与总管最大流表示并联管路时调节阀用S时,1S时,1S。的值不能低于一般8 . 0S常数ovKK伺服放大器伺服电机减速器位
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