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1、項目四項目四 其他環節的特性其他環節的特性自動控制系統包括自動控制系統包括控制對象控制對象，控制器控制器，執行器執行器和和傳感器傳感器四個基本環節。四個基本環節。環節的特性環節的特性 是指是指該環節的輸入信號與輸出信號之間的相該環節的輸入信號與輸出信號之間的相互關系互關系，它可以用微分方程及實驗法來獲得。，它可以用微分方程及實驗法來獲得。微分方法微分方法：用能量來平衡方程來建立環節特性的：用能量來平衡方程來建立環節特性的微分方程，并求解微分方程的方法；微分方程，并求解微分方程的方法；試驗方法試驗方法：向該環節輸入某種特定信號，記錄輸：向該環節輸入某種特定信號，記錄輸出的響應，分析其相互間的關系
2、的方法。出的響應，分析其相互間的關系的方法。執行器的特性執行器的特性執行器是控制系統中的執行器是控制系統中的動力部件動力部件，是將控制，是將控制器的輸出信號器的輸出信號p p轉換成控制量，作用于控制對象，轉換成控制量，作用于控制對象，克服干擾造成的影響?？朔蓴_造成的影響。它的特性直接影響到控制它的特性直接影響到控制系統的控制質量系統的控制質量。執行器由執行器由執行機構執行機構和和調節機構調節機構組成，按照輔組成，按照輔助能量的不同，間接作用是執行器可分為三類：助能量的不同，間接作用是執行器可分為三類：氣動，電動和液位控制閥（調節閥）。氣動，電動和液位控制閥（調節閥）。下面分析一下控制閥的特性
3、。下面分析一下控制閥的特性。所謂流量特性，是指介質流過閥門的相對流量與閥門的相對位移之間的關系，即控制閥的流量特性控制閥的流量特性Q/Qmax 相對流量，即控制閥某一開度流量與全開流量之比 l/L相對開度，即控制閥某一開度行程與全開行程之比理想流量特性閥前后壓差不隨開度而變化時的流量特性，也稱固有流量特性，取決于閥芯形狀。工作流量特性閥前后壓差隨開度而變化時的流量特性，取決于閥芯形狀和配管狀況。)(maxLlfQQ 理想流量特性*主要有直線、等百分比、拋物線及快開四種。1 快開；2 直線；3 拋物線；3 修正拋物線；4 等百分比直線流量特性minmax0;lQQlLQQ已知邊界條件：時，時，直
4、線流量特性是指控制閥相對流量與相對位移成直線關系，即直線流量特性是指控制閥相對流量與相對位移成直線關系，即maxQlKCQLmax111QlQRRLminmax11,11QCKCQRR 求得：maxd Q QKd l L直線流量特性的控制閥，其放大系數是常數；流量的相對變化是不同的 小開度時，流量的相對變化大；大開度時，流量的相對變化小?？刂崎y的特點：小開度時，因靈敏度高而不易控制，甚至產生振蕩；大開度時調節緩慢，不夠及時。max111QlQRRL等百分比流量特性maxmaxd Q QQKd l LQ1maxlLQRQ等百分比流量特性是指單位相對位移變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量成正
5、比關系，即maxlnlQ QKCLminmax0;lQQlLQQ已知邊界條件：時，時，minmax1lnlnln,lnQCR KRQR 求得：等百分比流量特性的控制閥，其放大系數隨閥門開度的增加而增大。流量的相對變化是一個常數（百分比相等）控制閥的特點：小開度時流量小，流量變化也小，調節緩和平穩；大開度時流量大，流量的變化也大，調節靈敏有效。1maxlLQRQ拋物線流量特性12maxmaxd Q QQKd l LQ2max11(1)QlRQRL拋物線流量特性是指單位相對位移變化所引起的相對流量變化與此點的相對流量的平方根成正比關系，即2max11(1)QlRQRL快開流量特性該流量特性在開度較
6、小時就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很快就達到最大。此后再增加開度，流量變化非常小，故稱為快開特性?？扉_特性控制閥適用于迅速啟閉的切斷閥或雙位控制系統。例題1332100mNh有一等百分比控制閥，其可調比為，若最大流量為，那么開度在三分之二和五分之四時流量分別為多少？23113max43115max100 3231.5100 3250lLlLmQQRNhmQQRNh解：在開度為三分之二下的流量 在開度為五分之四下的流量例題2,50%,50%?有一臺氣動薄膜調節閥 若閥桿在全行程的位置 則流過閥的相對流量是否也在全流量范圍的,50%50%50%不一定 要以閥的結構特性而定。在閥兩端壓差恒定的
7、情況下，如果是快開閥（曲線1），則流量大于；如果是直線閥（曲線2），則流量等于；如果是對數閥（等百分比閥）（曲線3），則小于。例題3已知閥的最大流量Qmax=100m3/h，可調范圍R=30。試分別計算直線流量特性和等百分比流量特性下閥的相對位移為=0.1、0.2、0.8、0.9時的流量值Q，并比較不同理想流量特性的控制閥在小開度與大開度時的流量變化情況。直線流量特性:max11(1)QlRQRL分別在公式中代入數據Qmax=100m3/h，R=30，l/L=0.1、0.2、0.8、0.9得：Q0.1=13 m3/h Q0.2=22.67 m3/h Q0.8=80.67 m3/h Q0.9=9
8、0.33 m3/h 等百分比流量特性:分別在公式中代入數據Qmax=100m3/h，R=30，l/L=0.1、0.2、0.8、0.9得：Q0.1=4.68 m3/h Q0.2=6.58 m3/h Q0.8=50.65 m3/h Q0.9=71.17 m3/h 1maxlLQRQ22.6713100%74.4%1390.33 80.67100%12%80.67對于直線流量特性的控制閥，相對位移由10%變化到20%時，流量變化的相對值為：可見，對于直線流量特性的控制閥，在小開度時（10%處），位移變化10%，流量增加74.4%；在大開度時（80%處），位移同樣變化了10%，流量只在原有基礎上增加12%，控制作用很弱，控制不夠及時、有力。相對位移由80%變化到90%時，流量變化的相對值為:對于等百分比流量特性的控制閥，相對位移由10%變化到20%時，流量變化的相對值為：可見，對于等百分比流量特性的控制閥，不管是小開度（10%處）還是大開度（80%處）時，位移變化10%，流量在原來基礎上變化的相對百分數是相等的，都是40%。小開度時，流量變化小，控制緩和平穩；大開度時，流量變化大，控制靈敏及時。相對位移由80%變化到90%時，流量變化的相對值為:6.584.68100%40%4.6871.1750.65100%40%50.65
制冷與空調裝置控制技術：執行器的特性
