1、第第 8章章 动力工程计算机控制系统实例动力工程计算机控制系统实例 8.1 电炉温度控制系统电炉温度控制系统1. 使炉内温度能抗拒电源电压波动、炉内物体改变、环境条件变化等因素的干扰，维持温度为恒定值；电炉温度控制的任务 :1. 可方便地达到控制电炉温度的目的；2. 使炉内温度根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律变化。采用电炉温度控制系统的原因：2. 可通过软件改变系统的控制规律、整定值、设定值以及温度控制范围。8.1.1系统硬件结构控制对象 管式电炉最高温度为 1000额定功率 1000W额定电压 220V最大工作电流 4.5A 模拟量输入通道：检测元件：采用镍铬 -镍硅热电偶 ,输出E
2、放大电路：放大电压A/D转换 : ADC0804控制计算机TP801单板微机实时时钟：Z80-CTC芯片 模拟量输出通道：D/A转换V/I转换电路可控硅交流调压器Z80CTCTP801单板机A/DD/A V/I 可控硅交流调压器电炉放大电路 检测部件0 5V0 5V 0 10mA 0 220VE（ mV） T8.1.2 系统设计1、被控对象的建模 被控对象 : 可控硅交流调压器、电炉、热电偶K0： 增益，T1： 时间常数（ 50分钟） ： 纯滞后时间（ 55秒） 相对于 T1可忽略不计，因此对象数学模型如下：系统设计的依据之一模型为： 2、系统的数学模型K1： V/I电路转换系数 ； K2：
3、温度和毫伏比例系数 ； K3： 放大电路增益- PI控制规律 零阶保持器 Z80CTCTP801单板机A/DD/A V/I 可控硅交流调压器 电炉放大电路 检测部件0 5V0 5V 0 10mA 0 220VE（ mV）T2、系统的数学模型K1： V/I电路转换系数 ； K2： 温度和毫伏比例系数 ； K3： 放大电路增益- PI控制规律 零阶保持器 - PI控制规律 零阶保持器 3、系统的参数整定基本原则：系统稳定 由闭环系统特征方程为： 根据舒尔 科恩判据，二阶系统的稳定条件为： 已知 T1=50分钟，若式中其它参数取： T=4 8s， K=5， Ki=1， 10e(k)e0I/O口输出一开关量t=t?I/O口输出一开关量输出 0停机 输出 u(k)溢出 ?求 u(k)溢出 ?求 Ki、 e(i) 输出某常值输出某常值输出某常值输出减小NNNYYY YYNN
