5.3.4非浅性补偿环节特性
5.3.4非浅性补偿环节特性
智能阀门定位器的非线性补偿环节用于补偿被控对象的非线性特性。因此,可根据控制系统稳定运行准则确定非线性补偿环节的输人和输出之间的增益关系。
(1)原被控对象特性可用等百分比流量特性进行补偿假设非线性补偿环节的增益为K,智能阀门定位器纸咸串级控制系统的副回路,因反馈通道为线性环节,直接度映控制阀阀杆的位置,因此,可用1:1化侧环节近似,即其等效:增益为1。控制阀选用线性流量特性,由于圧降比s不为1,造成增益发生崎变,其增益可表示为K2,假设补偿被控对象非线性特性的其他环节总特性是等百分比特性,即其增益为K1,则考虑到控制帶增益可调,有 KKs 二K,或 K =k1 /k2。
根据控制阀线性流量特性的畸变关系,有t分别计算各输人点处增益,并对应项相除,经标变化,得到如图5-21所示不同压降比时非线性补偿环节的输人输出关系曲线。
需注意,当s=1时,非线性补偿环节与百分比流量特恍曲线相同,但非线性补楷环节是经过变化的特性,因此,起点为(0, 0),而等百分比特性起点为(0, 1/及)。
隨s减小,因线性流特性i:凸,为此,非线性补偿环节特惜曲线也需要如图所示上凸,来满足开环盘增益基本不变的要求。
表5-5 用于获得百分比流量特性的非线性环节折线点 | |||||||||||
0 | 10% | 20% | 30% | 40 % | 50% | 60% | 70% | 80% | 90%. | 100% | |
a 1 | 0 | 0* OOD9 | 〇. 0026 | 0. 0061 | 0. 0138 | 0.0303 | 0. 0644 | 0. 1333 | 0.2679 | 0. 5240 | |
0.2 | 0 | 0. 0022 | 0.0057 | 0/0120 | 0.0135 | 0. 0449 | 0. 0S52 | 0, 1602 | 0. 2984 | 0. 5496 | 1 |
0. 3 | 0 | 0* 0037 | 0.0093 | 0.0184 | 0.0337 | 0.0601 | 0. 1061 | 0.1867 | 0. 3278 | 0.5738 | 1 |
0.4 | 0 | 0. 0052 | 0.0130 | 0. 0250 | 0. 0441 | 0.0752 | 0. 1266 | 0.2122 | 0, 3557 | 0.5965 | 1 |
0.5 | 0 | 0.0068 | 0.0167 | 0.0316 | 0. 0543 | 0.0899 | 0.1463 | 0. 2365 | 0.3820 | 0. 6176 | 1 |
0.6 | 0 | 0* 0083 | 0.'0203 | 0. 0380 | 0, 0643 | 0. 1 042 | 0. 1652 | 0. 2596' | 0. 4066 | 0. 6372 | 1 |
0.7 | 0 | 0.0098 | 0. 0239 | 0. 0442 | 0.0739 | 0. 1177 | 0. 1831 | 0.2365 | 0. 4296 | 0.6553 | 1 |
0. 8 | 0 | 0, 0113 | 0.0273 | 0.0501 | 0.0830 | 0. 1306 | 0, 2000 | 0.3016 | 0.4510 | 0. 6720 | 1 |
0.9 | 0 | 0.0127 | 0. 0305 | 0* 0558 | 0. 0917 | 0.1429 | 0. 2159 | 0.03206 | 0.4709 | 0. 6875 | 1 |
1.0 | 0 | 0, 0140 | 0.0336 | 0. 0612 | 0, 0999 | 0. 1544 | 0. 2309 | 0. 3384 | 0.4895 | 0. 70.17 | 1 |
表5-6 用于获得线性流量特性的非线性环节折线点 | |||||||||||
V | 0 | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80^ | 目0% | ]m% |
0. 1 | 0 | 0.0114 | 0.0268 | 0.0499 | 0. 0855 | 0. 1397 | 0. 2199 | 0.3350 | 0.4953 | 0.7126 | 1 |
0.2 | 0 | 0.0257 | 0.0555 | 0.0928 | 0.1414 | 0.2061 | 0. 2925 | 0. 40 70 | 0.5573 | 0.7517 | ] |
0. 3 | 0 | 0.0396 | 0. 0829 | 0. 1328 | 0.1924 | 0.2654 | 0.3560 | 0. 4690 | 0.6098 | 0. 7.845 | 1 |
0, 4 | 0 | 0. 0521 | 0, 1074 | 0.1682 | 0.2370 | 0.3166 | 0.4m | 0.5211 | 0.6535 | 0.8115 | 1 |
0.5 | 0 | 0. 0631 | 0,1288 | 0,1989 | 0.2753 | 0, 3602 | 0.4558 | 0. 5647 | 0. 6897 | 0.8337 | 1 |
0. 6 | 0 | 0. 0.727 | 0. 1473 | 0.2253 | 0.3081 | 0. 3972 | 0.4944 | 0, 6013 | 0, 7198 | 0.8519 | 1 |
0.7 | 0 | a 0810 ' | 0. 1.633 | 0.2481 | 0.3363 | 0. 4389 | 0.5271 | 0.6321 | 0, 7450 | 0.8672 | 1 |
0.8 | 0 | 0, 0882 | 0. 1772 | 0.26巧 | 0.3606 | 0, 4561 | 0-5551 | 0. 6583 | 0. 7663 | 0.8799 | 1 |
0.9 | 0 | 0. 0-945 | 0. 1894 | 0.2850 | 0.3816 | 0* 4796 | 0.5792 | 0. 6807 | 0. 7844 | 0. 8908 | 1 |
1.0 | 0 | 0.1000 | 0*.2000 | 0. 3000 | 0.4000 | 0.5000 | 0.6000 | 0. 7000 | 0.8000 | 0.90000 | 1 |
为便于用户设置非线性环节的各折线点,表5-5给出了不同压降比时折线点的数据t
表5-6 用于获得线性流量特性的非线性环节折线点 | |||||||||||
V | 0 | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | 80^ | 目0% | ]m% |
0. 1 | 0 | 0.0114 | 0.0268 | 0.0499 | 0. 0855 | 0. 1397 | 0. 2199 | 0.3350 | 0.4953 | 0.7126 | 1 |
0.2 | 0 | 0.0257 | 0.0555 | 0.0928 | 0.1414 | 0.2061 | 0. 2925 | 0. 4070 | 0.5573 | 0.7517 | ] |
0. 3 | 0 | 0.0396 | 0. 0829 | 0. 1328 | 0* 1924 | 0.2654 | 0.3560 | 0. 4690 | 0.6098 | 0. 7845 | 1 |
0, 4 | 0 | 0. 0521 | 0, 1074 | 0.1682 | 0.2370 | 0.3166 | 0.456 | 0.5211 | 0.6535 | 0.8115 | 1 |
0.5 | 0 | 0. 0631 | 0,1288 | 0,1989 | 0.2753 | 0.3602 | 0.4558 | 0.5647 | 0. 6897 | 0.8337 | 1 |
0. 6 | 0 | 0. 0.727 | 0. 1473 | 0.2253 | 0.3081 | 0.3972 | 0.4944 | 0, 6013 | 0, 7198 | 0.8519 | 1 |
0.7 | 0 | 0.00810 | 0. 1.633 | 0.2481 | 0.3363 | 0.4389 | 0.5271 | 0.6321 | 0, 7450 | 0.8672 | 1 |
0.8 | 0 | 0. 0882 | 0. 1772 | 0.2681 | 0.3606 | 0.4561 | 0-5551 | 0. 6583 | 0. 7663 | 0.8799 | 1 |
0.9 | 0 | 0. 0945 | 0. 1894 | 0.2850 | 0.3816 | 0.4796 | 0.5792 | 0. 6807 | 0. 7844 | 0. 8908 | 1 |
1.0 | 0 | 0.1000 | 0*.2000 | 0. 3000 | 0.4000 | 0.5000 | 0.6000 | 0. 7000 | 0.8000 | 0.90000 | 1 |
上述数据也可作为DCS等计算机控制装置中串接非线惟补偿环节的折线点数据。
如果被控对象的非线性特性需用其她锦性进行补偿,用户可根据上述设计原则计算非线性补偿环节中各折线点位置。
(3)控制阀固有流量特牲是快开特性有些控制 轉的固有流量特性可近似为快开特性,例如0形球 阀,它通常被用于厕位式控制。因其公称直径与管道直徑相同,因此其额定流置系数较大,用于节流控制时可使用其开度的60%,为此,可采用非线性补偿环节进行补偿,使经补偿后的控制阀流量特性在0〜 60%范围内满足所需的等百分比特惜,在60%〜100%开瘦范画内与原快开特性相同。图5-23显示用快开賴性增益与补偿环市特性増益相乘后報得的等百分比恃性与快开特性的组合曲线。