3.3.2调节机构性能对控制系统控制品质的彩响

调节机构性能对控制系统控制品质的影响包括静态性能和动态性能的影响。

1. 静态性能对控制禹统控制品质的影响

调节机构的静态性能表示稳态时，控制間阔巧行程与流量之间的关票。同样，也存在基本 误羞、回差等性能指标。调节机构静态性能中，对控制系统影响最大的静态惜能是流量特性。

从控端系统稳定运行准则看，控制阀流量特性影响控制系统控剌品质，其影响表现为： 不同开度条件下*控制系统总开环增益变化，造成在一些开度下系都能够稳定运衍；一些程度下系统会变得呆帶；一些开度下系统又过于灵敏，甚至出现振荡或不稳定。

通常，将控制阀增益与被控对象增益之賴保持基本不变作为控制阀流量特性选择的依据。当被控对象特性变化，控制阀流罵特性选择不合遗，压降比较小时，都舎使两者增益之积变化，从而便控制系统爲行不稳定。它使控带!系统翰出的超骑増大，到复时间变长，硕离鹿变大，从而使控制系统控制品质变差。

提高调节机构静态性能的措施主要是使摇制系统总开环增益能够在工作条件下基本不变，可采用的方法有：

①合理选择控制阀的流量特性，使控制票统总开环蜡益能够在工作条件下基本不变；

©乘用阀门定位器；

采用补偿环节。

泄漏量是调节机构的一项重要静态性能。泄漏量与最小流量是雨个不同的概念。以气开控制阀为例，当输人信号为OkPa咐，流过控制阀的流景是泄漏量，当输人信号为20ikPa 时，流过控制阀的流量是最小流量。控制阀泄麵量对避制系统控制品质影响较小，当用于分程控制时，阀泄露量会影响总的可调比。

2.动态性能对控制系统控制品质的影响

(1)死区的影响    调节机构动态性能对掠制累统的影响主要指死区的影喃。当输入信号换向时，输出的流量没有可观察到变化的最大输人信号祿为死区。通常将死区作为时滞处 理。图3-25显示了某制造厂商的实验数据，实验采用有不同死区的三种控制阀。死区小的控制阀（见图中阀A)对输入信号的阶跃变化灵敏，因此，阀口位置有对应的变化，对虛的流量也有明湿变化，控制系统的调节及时，超调量小。图中还显示不同阶跃输人变化量 (化⁵%、1%、2%、5%和10%)时，控制阀的阀位变化及相应的流量变化。当控制阀的死 段较大时（图中阀C)，输人信号需要有上的阶跃变化才能使流量开始变化。

内的合格率为99%，见图3-26 (b)。

由于死区的存在，输出的ITAE积分指标从148.3上升到1030，升值达7倍。从设定值要求看，无死区时，系统可及时克服扰动的影响，因此，在[0.498 0.502]范围内的合格率达99%。有死区时，系统合格率惰况大大下降，只有50%，即一半以上的产品将由于死区的存在而不合格。

调节机构的死区是控制阀组件的固有特性。调节机构的死区造成调节不及时*控制系统 品质变差。除了改进阀杆密封•的填料结构，采用合适密動材料等[外，主要的改进措施是采用阀门定位器。

添加阀门定位器后，可与原控制系统組成串级控制系统。根踞毕级控制系统的特点，它对副环的非线性等特性有一定补偿作用，因此，采用阀口定位器，并设置合适参数，控制系统控制品质就能得到较大改善。

图3-27显示采用非智能阀门定位器和采用智能阀门定位器后，摇制系统輸出的概率分 布及输出在[0.4目8 0.50。范围内的合格率。采用非智能阀口定位器，由于连杆和度觸凸 轮环节桿在机械间隙等，造成附加时滞，谈时滞在副环的反馈回路中，因此，为保邸系统稳 定，串级副环的放大器增益不能祗大，造成对副环非线性特惜的补充不足，一旦副环放大器增溢过大，椒容易造成控制系统的共振，使系统不稳定。因此，采用非智能阀门定位器后， 产品在[0.498 0.502]范围內的合格率上升到80%，ITAE指标下降到488。