壓力控制系統

在許多生產過程中，保持恆定的壓力或一定的真空度常是正常生產的必要條件。很多化學反應需要在恆壓下進行，為保持流量不變也常需要控制主壓力源的壓力恆定。根據不同應用場合，壓力控制可採用不同的方式。當控制性能要求不高時，可採用比較簡單的控制裝置，如壓力調節閥等。對性能要求較高或生產過程比較複雜，宜採用壓力控制系統。壓力控制系統的結構是閉環的，由壓力感測器、壓力控制器和被控對象組成（圖1）。

壓力感測器測量被控壓力，並轉換成便於利用的信號形式，如電壓、電流、位移、轉角等。比較裝置將反映壓力大小的信號與給定壓力值比較，產生偏差信號。偏差信號通過壓力控制器作用到壓力調節機構上，按照消除偏差的方向來改變被測點的壓力，將其調節到給定的希望值。比較複雜的系統常採用改變泵的速度或降低泵的效率的辦法來調節壓力。在簡單的壓力控制系統中則多用節流閥調節壓力。

壓力控制系統同其他反饋控制系統一樣，也存在自激振蕩的可能性。如果對應於一定的壓力偏差，閥門開啟或關閉的速度過快，就可能產生自激振蕩。這種振蕩可用限制反饋的辦法加以消除。描述壓力控制系統性能和設計的基本理論，同任何其他反饋控制系統的基本理論是一樣的（見經典控制理論、現代控制理論）。

壓力控制器有許多類型。圖2是一種常用的氣動比例加微分壓力控制器的原理圖。它由噴嘴擋板氣動放大器引入延滯負反饋構成。輸入為擋板的機械位移e,被控制量為氣動放大器的輸出壓力Pc。當輸入信號e有一個階躍變化Δe時，氣動放大器便產生一個相應的壓力變化ΔPc。由於節流閥R的滯後作用，波紋管不能立即感受到這個壓力變化，因此氣動放大器在開始階段將感受到擋板位移的全部作用。隨著節流閥輸出端壓力的變化，反饋波紋管膨脹或收縮，使負反饋作用增強，輸出壓力開始減小或增加。輸出壓力的變化包括正比於輸入改變數的分量和正比於輸入變化速度的分量，因而就能實現比例加微分的控制作用。在穩態時，反饋波紋管所起的作用與普通比例反饋機構相同。

參考書目

緒方勝彥著，盧伯英等譯：《現代控制工程》，科學出版社，北京，1976。(Katsuhiho Ogata, Modern Control Engineering, Prentice-Hall, New Jersey,1970.)