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压力控制系统

作者:汇感百科  阅读:次  类别:中国百科

    

    以气体或液体管道或容器中的压力作为被控制量的反馈控制系统。在许多生产过程中,保持恒定的压力或一定的真空度常是正常生产的必要条件。很多化学反应需要在恒压下进行,为保持流量不变也常需要控制主压力源的压力恒定。根据不同应用场合,压力控制可采用不同的方式。当控制性能要求不高时,可采用比较简单的控制装置,如压力调节阀等。对性能要求较高或生产过程比较复杂,宜采用压力控制系统。压力控制系统的结构是闭环的,由压力传感器、压力控制器和被控对象组成(图1)。

    压力传感器测量被控压力,并转换成便于利用的信号形式,如电压、电流、位移、转角等。比较装置将反映压力大小的信号与给定压力值比较,产生偏差信号。偏差信号通过压力控制器作用到压力调节机构上,按照消除偏差的方向来改变被测点的压力,将其调节到给定的希望值。比较复杂的系统常采用改变泵的速度或降低泵的效率的办法来调节压力。在简单的压力控制系统中则多用节流阀调节压力。

    压力控制系统同其他反馈控制系统一样,也存在自激振荡的可能性。如果对应于一定的压力偏差,阀门开启或关闭的速度过快,就可能产生自激振荡。这种振荡可用限制反馈的办法加以消除。描述压力控制系统性能和设计的基本理论,同任何其他反馈控制系统的基本理论是一样的(见经典控制理论、现代控制理论)。

    

    压力控制器有许多类型。图2是一种常用的气动比例加微分压力控制器的原理图。它由喷嘴挡板气动放大器引入延滞负反馈构成。输入为挡板的机械位移e,被控制量为气动放大器的输出压力Pc。当输入信号e有一个阶跃变化Δe时,气动放大器便产生一个相应的压力变化ΔPc。由于节流阀R的滞后作用,波纹管不能立即感受到这个压力变化,因此气动放大器在开始阶段将感受到挡板位移的全部作用。随着节流阀输出端压力的变化,反馈波纹管膨胀或收缩,使负反馈作用增强,输出压力开始减小或增加。输出压力的变化包括正比于输入改变量的分量和正比于输入变化速度的分量,因而就能实现比例加微分的控制作用。在稳态时,反馈波纹管所起的作用与普通比例反馈机构相同。

    参考书目 绪方胜彦著,卢伯英等译:《现代控制工程》,科学出版社,北京,1976。(Katsuhiho Ogata, Modern Control Engineering, Prentice-Hall, New Jersey,1970.)