3.3.1控制阀性能对控制系统的影响

控制阀是控制系统的一个组成部分，控制阀又是一个活动部件，因此，控制阀的性能不仅影响控關系统的静态品质，也影响控制系统的动态品质。

执行机构性能对控制系统控制品质的影晌

执行机构性能对控制系绽控制昂质的影响包括静态性能和动态性能的影响。静态性能指 在系统稳定时执行机构的稳态性能，劍如非线性误差、回差等。动态性能指在执行机构运动 过體中的性能，例如死区、响应时间等。

曲于执衍机构与调节机构是相互联系的，因此，执行抓构和调节机构的部分性能并不能 够细分，例如摩擦力和死区等。

1.静态性能对控制系统控制品质的影响

执行机构的静态忡能是稳态时，输人信号与阀杆位移之间的关系、静态性能与弹黃的刚 度、禪膜的有效面积、阀杆与填料之间的静摩據等有关。

以气动薄膜执行机构为例，说明执行机构静态性能对控制系统控制品质的影畴。气动薄 臟执行机构由气压转换环节、力转换环节和位楼转換环节组成。

气应转换环节将外部输人倍号转换进膜头气^室的违力，其静态性龍即增益货1,齒报， 在气路管线和气室不泄漏时，馈环节的输出信号在稳态听与输人情号应‘致。

为转撫环节将号室内库力转换弗推力，共静态性能坦薄膜的有效衙积决定。实际运行过程中，薄膜片的有效面积发生微小变化，因此，推力也会有微小变化。它造成上，下行， 的回羞及同禅气压下推力的偏差等，化而引人非线性。

位移转换环节将推为克服不平衡力和压紧力等后的合力转换为阔杆位移，蜡环节与调节 机砖r有联系它受弹黃剛废影响，也受阀两端压降大小影响，在关闭处强受到压紧为的影响。此外，填料压紧力造成的静摩擦力也影响合力的大小。因此，在执行机构中，该环节是受外界影啊最大的环节。

1）基本误差（ntripsk error)。在规定的参比条件下，控制阀实际行程的特性曲线与规范定行疆特性曲线之间的最大差值，也称为固有误差。表示为； 

基本误差

额定行程是阀从全关位置到全开位豈的瑚定位移（直线位移或角位移）.

2）额定行程偏差（rated Uavel error)。在规定的使用条件下工作，输人信号超过信号 范围_L限规定值时的行程误差。表示为：

额定行程偏差=翰人信号上限值/g冀塞测试程一额―室笠壁X % (3_門）

③回差（liys化resis error)。同.输人惜号上升和下降的两个相对猛行程值间的最大总值。表示为：

问羊二主豆直恆基起豐逝雖迦枉程二^轉方向该行程的实测行程、  

-X300% C3-78)

4）起点、终点偏差（sart error，S化P error)。在规定工作条件下，输人信号信号范围的上、下限时，控制阀对碰行进行酌误差，是起点和终無误差。表示为：

起专设芳一输人情号下限财捣实测行程inn。/ 7。、

晒捕切:左 额定行程 X100%- (3-79)

城占i自私—输人信号上限时的实测行招.

一与扁照志 额定行程 X1W% (3-80)

©别区（deadband)。输人俏号反向时，不发生可观察到的行程变化所需的输人儒号。 例如，齿隙造成的空趕（backlasM，静摩擦使阀杆不移动等。表示为；

死区二莖遞岛.空输本信号一输出正好有巧见变化时輪人信号实测值    

输入倍号范围 XIOO/^ (3-8])

©重复性误差（化peata卽hyer化r)。如图所示，在同一工作条件下，对同一，输人信号值按同方向连续测试多次的输岀值间的一致程度。它表示执行机构的隨机攘差大小。重复性不包括回差和滞环遣成的误羞。表示为：

軍重复性误差=畢互齒测试点最大蓬娜行壁一同方向该测试点最小实测行程 额定行程              X100% (3-82)

3.3.1.2 动态性能对控制系统控制品质的影响

执行机构动态性能指响应时间和时滞。以气动薄膜执行机构为例，响应时间是输人信号阶跃壁化后，气动执行机构的膜头气压执行貼稳态值所需的时间，即式（3-21)的7；。时滞是当 控制器输出开始变化到气动薄膜执行机构膜头气室气压开始变化的时间，即式（3-21)的。。

控制系统控制品质受到组成控制系统各环节性能的影响，应将被控对象的时间常数和时滞、检测变送环节的时间常数和时滞及执行器的时间常数和时滞综合考虑。

(2) 时间常数的影响    假设执行机构时间常数为Tv，被控对象时间常数为T。检测变 送环节的时间常数为了m。按时间常数的大小排序> 如果执行机构的时間常歎在控制系统中 位于次大位置时，应尽量降低时间常数。在一些流量或压力控制系统中，执行机构的时间常数有时还会成为控制系统酌最大时间常数。时间常数大，使控制系统容蟲不稳定，为保证所有的系统稳定性，必须降低控制器的放大系數（提高比例宽），并使回复时间变长，振薇频率减小，动态响应变慢。

活塞式执行机构和长行程执行机构等可动类执行机构的时间常数较大，可采取降低执行机构时间常数的一些措施来降低其时间常数。

降低执行机构时间常常酌措施有：

缩短控制器输出到执行机构的管线长度，通常，管线长度不趙过300m;

©在执行器处安装电气转换器，缩短气动信号的管路距觀：

感采用内壁化洁度髙的连接管线，减少中间的弯头等；

®减小连搔管线的管径；

©提高工昨压力；

©采用维动器或放大器；

©采用阀门定位器。

(3) 时滞的影响时滞碟控制作用不及时，超调糟加。执行机构的时滞使控制作不能及时引起操纵变量变化，使控制(系统控瑞品质变差，稳定性变差。

通常，用控制系统的总时滞与等败总的；间常数之比來觀量。执巧机构酌时滞占总时滞的 分量较小，可不考虑。

当总时滞与总时间常数若託较大时，例如大于0.3,则需考虑减小控制系统的时滞，包 括检测变送环节（主要是成分分析仪表）、执行机构敞时滞和被控对象的时滞。

当连接管钱较长，工作压为较祗时，可考虑采用强动器或放大器，采用阀口定位器等措施降祗执行机构的时滞。有时，也可采用増大系统总时间常数的方法降低时滞与时间常数之 先来改善控制系统控割品质。