比率控制系統(tǒng)中的非線(xiàn)性特性是指被控過(guò)程的靜態(tài)放大系數(shù)隨負(fù)荷變化而變化的特性,在設(shè)計(jì)比率控制系統(tǒng)時(shí)必須要加以注意。
流量與測(cè)量信號(hào)無(wú)論是呈線(xiàn)性關(guān)系還是呈非線(xiàn)性關(guān)系,其比值系數(shù)與負(fù)荷的大小無(wú)關(guān),均保持其為常數(shù)。但是,當(dāng)流量與測(cè)量信號(hào)呈非線(xiàn)性關(guān)系時(shí)對(duì)過(guò)程的 動(dòng)態(tài)特性卻是有影響的。
問(wèn)題:當(dāng)負(fù)荷增大時(shí),調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)如果不能隨之改變,則系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量就會(huì)下降。
為了克服這一不利影響,通常用開(kāi)方器進(jìn)行補(bǔ)償,即在差壓變送器后串接一個(gè)開(kāi)方器,使流量與測(cè)量信號(hào)之間呈現(xiàn)線(xiàn)性關(guān)系。
差壓變送器的輸出電流信號(hào)與開(kāi)方器的輸出電流信號(hào)之間的關(guān)系為:
測(cè)量變送環(huán)節(jié)和開(kāi)方器串接后總的靜態(tài)放大系數(shù)為常量,它已不再受負(fù)荷變化的影響。
①生產(chǎn)中起主導(dǎo)作用的物料流量,一般選為主流量,其余的物料流量跟隨其變化,為副流量。
②工藝上不可控的物料流量,一般選為主流量。
③成本較昂貴的物料流量一般選為主流量。
④當(dāng)生產(chǎn)工藝有特殊要求時(shí),主、副物料流量的確定應(yīng)服從工藝需要。
控制方案選擇應(yīng)根據(jù)不同的生產(chǎn)要求確定,同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性原則。
①如果工藝上僅要求兩物料流量之比值一定,而對(duì)總流量無(wú)要求,可用單閉環(huán)比率控制方案。
②如果主、副流量的擾動(dòng)頻繁,而工藝要求主、副物料總流量恒定的生產(chǎn)過(guò)程,可用雙閉環(huán)比率控制方案。
③當(dāng)生產(chǎn)工藝要求兩種物料流量的比值要隨著第三參數(shù)的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),可用變比率控制方案。
比率控制系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律是根據(jù)控制方案和控制要求而定。
在單閉環(huán)比率控制系統(tǒng)中,比值器K起比值計(jì)算作用,若用調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn),則選P調(diào)節(jié);調(diào)節(jié)器F2C使副流量穩(wěn)定,為保證控制精度可選PI調(diào)節(jié)。
雙閉環(huán)比率控制不僅要求兩流量保持恒定的比值關(guān)系,而且主、副流量均要實(shí)現(xiàn)定值控制,所以?xún)蓚€(gè)調(diào)節(jié)器均應(yīng)選PI調(diào)節(jié);比值器選P調(diào)節(jié)。
各種流量計(jì)都有一定的適用范圍(一般正常流量選在滿(mǎn)量程的70%左右),必須正確地選擇和使用,可參考有關(guān)設(shè)計(jì)資料、產(chǎn)品手冊(cè)。
工藝規(guī)定的流量(或質(zhì)量)比值K不能直接作為儀表比值使用,必須根據(jù)儀表的量程轉(zhuǎn)換成儀表的比值系數(shù)K’后才能進(jìn)行比值設(shè)定。
變送器的轉(zhuǎn)換特性不同,比值系數(shù)K’的計(jì)算公式不同。
(l)流量與測(cè)量信號(hào)之間成線(xiàn)性關(guān)系
如果Q1的流量計(jì)測(cè)量范圍為0~Q1max 、Q2的流量計(jì)測(cè)量范圍為0~Q2max,則變送器輸出電流信號(hào)和流量之間的關(guān)系如下:
說(shuō)明:當(dāng)物料流量的比值一定、流量與其測(cè)量信號(hào)呈線(xiàn)性關(guān)系時(shí),比值器的參數(shù)與物料流量的實(shí)際比值和最大值之比的乘積也呈線(xiàn)性關(guān)系。
(2)流量與測(cè)量信號(hào)之間成非線(xiàn)性關(guān)系
利用節(jié)流原理測(cè)流量時(shí),流量計(jì)輸出信號(hào)與流量的平方成正比:
說(shuō)明:當(dāng)物料流量的比值一定、流量與其檢測(cè)信號(hào)呈平方關(guān)系時(shí),比值器的參數(shù)與物料流量的實(shí)際比值和最大值之比的乘積也呈平方關(guān)系。
如圖1,Q1是主流量,Q2是副流量。流量變送器FT檢測(cè)主物料流量Q1;由控制器FC及安裝在從物料管道上的閥門(mén)來(lái)控制副流量Q2。
此控制方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。缺點(diǎn)是無(wú)抗干擾能力,當(dāng)副流管線(xiàn)壓力等改變時(shí),不能保證所要求的比值。
控制目標(biāo):Q2=K Q1
為了克服開(kāi)環(huán)比率控制的不足,在開(kāi)環(huán)比率控制的基礎(chǔ)上,增加對(duì)副流量的閉環(huán)控制。
特點(diǎn):
對(duì)Q2進(jìn)行閉環(huán)控制,比率控制精度提高。
對(duì)Q1只測(cè)量、不控制。Q1變化,Q2跟著變化,總流量不穩(wěn)定。
控制目標(biāo):Q2=K Q1
對(duì)Q1只測(cè)量、不控制。Q1變化,Q2跟著變化,總流量不穩(wěn)定
為了克服單閉環(huán)比率控制中主流量不受控制,生產(chǎn)負(fù)荷(與總物料量有關(guān))在較大范曲內(nèi)波動(dòng)的不足的缺點(diǎn),增加了主流量控制回路。該系統(tǒng)具有兩個(gè)閉合回路,分別對(duì)主、副流量進(jìn)行定值控制。同時(shí),由于比率控制器K的存在,使得主流量由受到干擾作用開(kāi)始到重新穩(wěn)定在給定值這段時(shí)間內(nèi),副流量能跟隨主流量的變化而變化。這樣不僅實(shí)現(xiàn)了比較精確的流量比值,而且也確保了兩物料總量基本不變,這是它的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)。從圖1可以看出,當(dāng)主流量Q1變化時(shí),一方面通過(guò)主流量控制器F1C對(duì)它進(jìn)行控制,另一方向通過(guò)比率控制器K(可以是乘法器)乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)后作為副流量控制器的給定值,使副流量跟隨主流量的變化而變化。
特點(diǎn):
有兩個(gè)閉環(huán)控制回路,用比值器聯(lián)系。
控制目標(biāo):Q2=K Q1
Q1是主流量,Q2是副流量。兩個(gè)流量都可控,因此總流量穩(wěn)定。
雙閉環(huán)比率控制系統(tǒng)主要適用于主流量干擾頻繁,工藝上不允許負(fù)荷有較大波動(dòng)或工藝上經(jīng)常需要提降負(fù)荷的場(chǎng)合。缺點(diǎn):所用儀表多,投資高。
以上介紹的都是定比率控制系統(tǒng)。在有些生產(chǎn)過(guò)程中,要求兩種物料流量的比值隨第三個(gè)工藝參數(shù)的需要而變化,為滿(mǎn)足這種工藝的要求,就出現(xiàn)了變比率控制系統(tǒng)。
應(yīng)該注意:在變比率控制系統(tǒng)中,比值通常只是一種控制手段不是最終目的,而第三參數(shù)y(s)往往是產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。
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什么是線(xiàn)性負(fù)載,非線(xiàn)性負(fù)載
線(xiàn)性負(fù)載:linear load 當(dāng)施加可變正弦電壓時(shí),其負(fù)載阻抗參數(shù)(Z)恒定為常數(shù)的那種負(fù)載。在交流電路中,負(fù)載元件有電阻R、電感L和電容C三種,它們?cè)陔娐分兴斐傻慕Y(jié)果是不相同的。在純電阻電路中...
什么叫混凝土的徐變,線(xiàn)性徐變,非線(xiàn)性徐變?
【混凝土徐變】是指混凝土在長(zhǎng)期應(yīng)力作用下,其應(yīng)變隨時(shí)間而持續(xù)增長(zhǎng)的特性(注意,彈性變形應(yīng)變不會(huì)隨時(shí)間而持續(xù)增長(zhǎng))。 在長(zhǎng)期荷載作用下,結(jié)構(gòu)或材料承受的應(yīng)力不變,而應(yīng)變隨時(shí)間增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱(chēng)為徐變。一般建筑...
生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常需要幾種物料的流量保持一定的比例關(guān)系。例如,在鍋爐的燃燒系統(tǒng)中,要保持燃料和空氣量的一定比例,以保證燃燒的經(jīng)濟(jì)性。
定義:比率控制(Rate control)是一種相對(duì)數(shù)控制方法,是通過(guò)兩個(gè)相關(guān)指標(biāo)的比較及數(shù)期變化趨勢(shì)分析,來(lái)說(shuō)明事物的本質(zhì)及規(guī)律性。在許多情況下,運(yùn)用絕對(duì)數(shù)無(wú)法說(shuō)明問(wèn)題,但使用具有可比意義的相對(duì)數(shù)卻能作出有效的比較,進(jìn)而找出差距和不足。實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng),稱(chēng)為比率控制系統(tǒng)。
例如要實(shí)現(xiàn)兩種物料的比例關(guān)系,則表示為:
其中:K—比值系數(shù);Q1—主流量; Q2—副流量 。
比率控制的具體實(shí)現(xiàn)方案有兩種:
一、 把兩個(gè)流量的測(cè)量值相除,其商作為調(diào)節(jié)器的反饋值,稱(chēng)為相除控制方案。
二、 把一個(gè)流量的測(cè)量值乘以比值系數(shù),其乘積作為副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值,稱(chēng)為相乘控制方案。
在工程上,具體實(shí)現(xiàn)比率控制時(shí),通常有比值器、乘法器或除法器等單元儀表可供選用,相當(dāng)方便。
比率控制系統(tǒng)的實(shí)施與參數(shù)整定
比值系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有相乘和相除二種方法。工程上可采用比值器、乘法器、除法器等儀表實(shí)現(xiàn);用計(jì)算機(jī)控制時(shí),通過(guò)比例、乘、除運(yùn)算程序?qū)崿F(xiàn)。
對(duì)雙閉環(huán)比率控制,主流量回路可按單回路控制系統(tǒng)整定;對(duì)變比率控制系統(tǒng),主調(diào)節(jié)器可按串級(jí)控制系統(tǒng)整定方法進(jìn)行;對(duì)副流量回路,本質(zhì)上是隨動(dòng)系統(tǒng),要求快速、正確跟隨主流量變化,最好整定在振蕩預(yù)不振蕩邊界,具體步驟為:
(1)根據(jù)工藝條件,計(jì)算比值系數(shù)K ,投入自動(dòng)運(yùn)行;
(2)使比例度由大到小調(diào)節(jié),使系統(tǒng)處于臨界過(guò)程;
(3)適當(dāng)放寬比例度后,投入積分,即逐步減小 ,直到出現(xiàn)臨界過(guò)程。 2100433B
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本文從液壓電梯數(shù)學(xué)模型及電梯中的非線(xiàn)性環(huán)節(jié)出發(fā),分析液壓電梯起動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生抖動(dòng)的原因,并提出利用新的非線(xiàn)性補(bǔ)償系統(tǒng)中非線(xiàn)性的控制策略,以消除系統(tǒng)中非線(xiàn)性環(huán)節(jié)對(duì)液壓電梯起動(dòng)平穩(wěn)性的不利影響。實(shí)驗(yàn)證明,本文提出的控制算法具有算法簡(jiǎn)單,控制效果優(yōu)等特點(diǎn)。
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本文從液壓電梯數(shù)學(xué)模型及電梯中的非線(xiàn)性環(huán)節(jié)出發(fā),分析液壓電梯起動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生抖動(dòng)的原因,并提出利用新的非線(xiàn)性補(bǔ)償系統(tǒng)中非線(xiàn)性的控制策略,以消除系統(tǒng)中非線(xiàn)性環(huán)節(jié)對(duì)液壓電梯起動(dòng)平穩(wěn)性的不利影響。實(shí)驗(yàn)證明,本文提出的控制算法具有算法簡(jiǎn)單、控制效果優(yōu)等特點(diǎn)。
財(cái)務(wù)比率控制與預(yù)算控制不同,預(yù)算控制經(jīng)常是絕對(duì)量(值)指標(biāo),而比率控制是相對(duì)量指標(biāo);相對(duì)而言,預(yù)算控制通俗淺顯,而財(cái)務(wù)比率控制更能從深層次反映企業(yè)的經(jīng)營(yíng)狀況,進(jìn)而控制企業(yè)的經(jīng)營(yíng)質(zhì)量。
財(cái)務(wù)比率指標(biāo)是組織中的各種財(cái)務(wù)報(bào)表(資產(chǎn)負(fù)債表和損益表)中的一對(duì)有意義的數(shù)據(jù)比較并計(jì)算出的百分比或比率。管理者可以利用這些比率作為一種內(nèi)部控制手段,用它來(lái)考查組織在利用其資產(chǎn)、負(fù)債、庫(kù)存等方面的效率。財(cái)務(wù)比率控制法是非常有用的控制技術(shù)。
常用財(cái)務(wù)比率指標(biāo)可以分為三類(lèi):償債能力比率、盈利能力比率和經(jīng)營(yíng)比率。
(1)償債能力比率
這是指組織應(yīng)付應(yīng)償債務(wù)的能力。組織必須具備足夠的應(yīng)付能力,但又不可留有過(guò)多的閑置資金。償債能力率的表達(dá)方式有:①流動(dòng)比率;②速動(dòng)比率;③資產(chǎn)負(fù)債率;④付息能力比率。
流動(dòng)比率的計(jì)算公式為:流動(dòng)資金/流動(dòng)負(fù)債。流動(dòng)資金包括現(xiàn)金、應(yīng)收債款、庫(kù)存等,而流動(dòng)負(fù)債包括應(yīng)償債務(wù)、應(yīng)付短期票據(jù)以及利息等。流動(dòng)比率表明組織在短期內(nèi)償還債務(wù)的能力。速動(dòng)比率是用組織的現(xiàn)金和可以立刻變換為現(xiàn)金(如流通證券)的流動(dòng)資金去比組織現(xiàn)有的負(fù)債。速動(dòng)比率如為1,則表示組織具有足夠的現(xiàn)金償付到期的債務(wù)。
資產(chǎn)負(fù)債率的計(jì)算公式為:總債務(wù)/總資產(chǎn)。這一比率既表現(xiàn)了組織的償債能力,又反映了利用借入資本的能力。借入資本多,表明了組織吸引投資的能力較高,應(yīng)用金融杠桿的意識(shí)較強(qiáng)。但借入的資本如果過(guò)多,則組織承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)太大。
付息能力比率的計(jì)算公式為:毛收入/應(yīng)付利息,又稱(chēng)利息倍數(shù)。這個(gè)比率表明組織直接用毛收入支付利息的能力。
(2)盈利能力比率
這是一個(gè)組織的獲列性指標(biāo),表達(dá)方式有兩種:①投資利潤(rùn)率;②銷(xiāo)售利潤(rùn)率。
投資利潤(rùn)率的計(jì)算公式為:凈利潤(rùn)/投入資金總額。這一比率反映組織的投資獲利能力。銷(xiāo)售利潤(rùn)率的計(jì)算公式為:凈利潤(rùn)/銷(xiāo)售總額。這一比率反映組織所得的凈利潤(rùn)與銷(xiāo)售水平之間的關(guān)系,在評(píng)價(jià)管理在控制可變成本或可控成本的效能方面有實(shí)用價(jià)值。
(3)經(jīng)營(yíng)比率
經(jīng)營(yíng)比率分析有助于對(duì)組織運(yùn)營(yíng)狀況的了解,常用的比例有以下幾種:
①庫(kù)存周轉(zhuǎn)率。其計(jì)算公式為:銷(xiāo)售額/平均庫(kù)存額。這一比率反映庫(kù)存量是否恰當(dāng),為保證庫(kù)存周轉(zhuǎn)率處于良好狀態(tài)提供必需的控制信息。
②市場(chǎng)占有率。其計(jì)算公式為:銷(xiāo)售額/市場(chǎng)總銷(xiāo)售額。這一比例反映組織在變動(dòng)著的市場(chǎng)中所占有的市場(chǎng)份額。如果市場(chǎng)的總銷(xiāo)售額增加10%,而某個(gè)組織在該市場(chǎng)的銷(xiāo)售額增長(zhǎng)了5%的話(huà),則說(shuō)明該組織的市場(chǎng)份額正在減少。
③銷(xiāo)售費(fèi)用比例。其計(jì)算公式為:銷(xiāo)售費(fèi)用/銷(xiāo)售額。這一比例反映了組織銷(xiāo)售職能方面的工作效能。
④投入—產(chǎn)出比例。投入—產(chǎn)出比例在各個(gè)組織中表現(xiàn)的方式有許多種類(lèi),其中最常用的是投資利潤(rùn)率。
⑤總資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率。其計(jì)算公式為:銷(xiāo)售收入/總資產(chǎn)。用于獲取一定銷(xiāo)售收入水平的資產(chǎn)越少,管理當(dāng)局利用組織全部資產(chǎn)的效率越高。
比率分析是一種極有用的控制手段,但在進(jìn)行比率分析時(shí)應(yīng)注意處理好下述問(wèn)題。其一,比率是一個(gè)商數(shù),商數(shù)的獲得取決于分母和分子兩方面的數(shù)額。因此,無(wú)論比率值是否發(fā)生變動(dòng),都必須對(duì)分子和分母的數(shù)額進(jìn)行調(diào)查,以確定比率值的真實(shí)意義。其二,比率應(yīng)當(dāng)使用一個(gè)時(shí)期,形成某個(gè)趨勢(shì),才能作出判斷,并使其成為控制過(guò)程的重要信息。第三,孤立地看待某個(gè)比率可能意義不大。因此,管理者要學(xué)會(huì)用比率與先進(jìn)的組織進(jìn)行比較,從而發(fā)現(xiàn)不足,進(jìn)行改進(jìn)。