06 比值控制及均匀控制选择性控制.ppt

液氨蒸发器的单回路控制 如何实现待冷却物料温度的控制，并保证液氨不满罐? 液氨蒸发器的选择性控制 控制器正反作用的选择； 选择器(低选器LS或高选器HS)的选择。 单回路控制 选择性与单回路控制比较 选择性控制系统方块图 选择性控制的防积分饱和 抗积分饱和方法：当某一控制器起作用时，让另一备用控制器的输出跟踪起作用控制器的输出，从而避免备用控制器的积分累加。 选择性控制防积分饱和的实现 结 论 讨论了流量比值控制问题； 介绍了常用的比值控制方案； 分析了流量比值与比值器参数的关系； 简单介绍了变比值控制系统的特点； 介绍了均匀控制的概念和特点 常用均匀控制方案及性能分析 介绍了选择性控制问题 选择性控制系统的设计 选择性控制系统的防积分饱和问题 习题1 右图表示了NaOH溶液的稀释过程，输入溶液浓度为20%，要求进一步用清水稀释成浓度为5%的溶液。流量F1、F2的测量仪表均为线性变送器，仪表量程分别为0~30T/hr和0~120T/hr，并采用DDZ-Ⅲ型，K为比值计算单元。 （1）根据所描述的工艺情况，确定K值； （3）若F1的变化范围为10~20T/hr，试求取稳态条件下I2与I3的变化范围（用mA表示） 练习题2 P339 习题19-3 * 除法器可看作是输入为IA，输出为I0 这是一个变比值控制 * * 由于控制器为比例控制器，因此存在余差 * 反应器热点温度（最高温度）可能随着催化剂的老化、变质和流动而改变位置，因此在反应器内数个不同地方同时测量温度，选择最高的温度作为热点温度进行控制。 * 注意高选器、低选器的符号 选择器的性质只取决于超驰控制回路 课堂提问 前馈控制的原理是什么？ 是否可用普通的PID控制器作为前馈控制器，为什么？ 为什么一般不单独使用前馈控制？ 比值控制Ratio Control 于玲 浙江大学控制系 2008/04/10 比值控制内容 比值控制问题的由来； 常用的比值控制方案与系统结构； 流量比值与比值器参数的关系； 变比值控制。 溶液配制问题 问题：假设NaoH用量QB和稀释水量QA可测并且QA可调。如果QB变化，如何调整以使稀释液NaoH的浓度为6~8%左右？ 解决方案： （1）出口浓度控制； （2）入口流量的比值控制（流量比值 ？）。 流量比值控制问题 要求：QA / QB = KAB（比值系数）而QB 为主动流量， QA 为可控量，要求设计一控制系统通过调节QA 以实现上述比值控制目标。 定比值控制方案 单闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统 比值器的设定1 稳态条件: IA = I0 假设流量测量变送环节为线性对象。 对DDZ III型仪表, 比值器的输入输出关系为 令： 稳态条件: 比值器的设定1（续） 比值器的设定2 假设流量测量变送环节为非线性对象。 对DDZ III型仪表, 比值器的输入输出关系为 乘法器的设定 稳态条件: IA = I0 对DDZ III型仪表, 乘法器的输入输出关系为 变比值控制系统 存在问题：物料A的流量回路存在非线性，当物料B的流量减少时，回路增益增大，有可能使系统不稳定，并可能出现“除零”运算。 对DDZ III型仪表, 除法器的输入输出关系为 变比值串级控制 系统功能： （3）前馈反馈串级 控制 ？ 上一节中所采用的前馈控制器： 系统功能——变增益串级 系统功能——前馈串级控制 × 均匀控制 于玲 浙江大学控制系 2008/04/10 均匀控制内容 均匀控制的概念与特点； 常见的均匀控制系统； 均匀控制系统的分析。 均匀控制问题 当塔甲的进料量qi(t)变化时，希望塔甲的液位h(t)与出料 qo(t)同时平稳，以确保塔乙进料波动的减少。 完全不同于单纯的液位控制系统，要求液位与出料 同时“均匀”地变化。 均匀控制系统的特点 不同于常规的定值控制系统，而对被控变量(CV)与操纵变量(MV)都有平稳的要求； 为解决CV与MV都希望平稳这一对矛盾，只能要求CV与MV都渐变。均匀控制通常要求在最大干扰下，液位在贮罐的上下限内波动，而流量应在一定范围内平缓渐变。 均匀控制指的是控制功能，而不是控制方案。 常用的均匀控制方案 单回路均匀控制系统 串级均匀控制系统 均匀控制系统的分析 假设流量回路调节迅速，对液位对象而言其动态滞后可忽略；并不考虑液位测量滞后。则广义对象特性可表示成 均匀控制系统的分析(续1) 假设液位测量范围为Hmax，进出流量的测量范围均为Qmax，则广义对象特性可表示成 其中h(t)、 qi(t)、 qo(t)分别为液位与进出流量的归一化值。 均匀控制系统的分析(续2) 对于纯比例控制器Gc = －Kc，可得到的闭环特性为： 纯比例均匀控制系统的特点 可实现进出物料的自动平衡； 当物料的平均停留时