第二过程装备控制基础精要.ppt

采用串级控制系统可以大大提高品质，如图2-39所示。它是以夹套温度作为中间变量构成。从图中可以看出，扰动因素D2包括在副环之内，因此可以大大减少这些扰动对反应温度的影响。而对于来自物料方面的扰动D1，串级控制系统的效果并不那么显著。 通过上面的例子，可以归纳出一个通用的串级控制系统如图2-40所示。从图中可以看出，串级控制系统由两套检测变送器、两个调节器、两个被控对象和一个调节阀组成，其中的两用人才调节器串联起来工作，前一个调节器的输出作为后一个调节器的给定值，后一个调节器的输出才送往调节阀。串级控制系统现简单控制系统有一个显著的区别，它在结构上形成了两个闭环。一个闭环在里面，称为副环或副回路，在控制过程中起着“粗调”的作用，一个闭环在外面，称为主环或主回路，用来完成“细调”任务，以保证被控变量满足工艺要求。 为了便于分析，下面介绍几个串级控制系统中常用的名词和术语。 主变量 称主变量，使它保持平稳是控制的主要目标。 副变量 称副变量，它是被控对象中引出的中间变量。 副对象 副变量与操纵变量之间的通道特性。 主对象 主变量与副变量之间的通道特性。 副控制器 接受副变量的偏差，其输出去操纵阀门。 主控制器 接受主变量的偏差，其输出去改变副控制器的设定值。 副回路 处于串级系统内部的，由副变量检测变送器、副控制器、调节阀、副对象组成的回路。 主回路 若将副回路看成一个以主控制器输出 为输入，以副变量 y2为输出的等效环节，则串级系统转化为一个单回路，称这个单回路为主回路。 （2）串级控制系统的主要特点及其应用场合 ①能迅速克服进入副回路的干扰 ②能改善被控对象的特性，提高系统克服干扰的能力 ③主回路对副对象具有“鲁棒性”，提高了系统的控制精度 “鲁棒性”又称“强壮性”，系统的控制品质对对象变化越不敏感，则称该系统的“鲁棒性”越好。 凡可利用上述特点之一来提高系统的控制品质的场合，都可以采用串级控制系统，在被控对象的容量滞后大、干扰强、要求高的场合，采用串级控制可以获得明显的效果。 2.3.2其它复杂控制系统的简单介绍 ? （1）前馈控制系统 前馈控制又称扰动补偿，它是一种与反馈控制原理完全不同的控制方法。前馈控制的基本概念是测量进入过程的干扰（包括外界干扰和设定值变化），并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量，使被控变量维持在设定值上。 ??? （2）比值控制系统 常用于化工，炼油生产中，有定比值与变比值控制系统之分。 ??? （3）选择性控制系统 在控制回路中引入选择器的控制系统称为选择性控制系统。 ??? （4）均匀控制系统 用来保持两个变量在规定范围内均匀缓慢变化的系统称为均匀控制系统。 附录一： 本章的重点和难点 一、本章的重点 1、第一节中的“ 2.1.2 被控对象的特性参数”; 2、第二节中的 “2.2.1 单回路控制系统的设计”; 3、第二节中的 “2.2.2 调节器的调节规律”。 二、本章的难点 1、第一节中的 “2.1.1被控对象的数学描述”，这部分内容推导了几种常见被控对象的特性微分方程，相对较难一些。 2、第三节“复杂控制系统”的内容相对地也相难一点，所以在课堂内只重点介绍串级控制系统，其它的内容作为选学内容。 附录二： 4、 5、 6、 11、 13、 由图2-19可以看出，该过程是一种断续作用下的等幅振荡过程。对于双位控制的质量不能用连续控制作用下的衰减振荡过程的性能指标来衡量，而是用振幅和周期作为其品质指标。 显然，振幅小、周期长，控制品质就高。然而，对一个双位控制系统，振幅小，周期必然短；周期长，则振幅必然大。只有通过合理地选择中间区，才能达到最佳效果。 （2）比例调节规律（P） ①比例放大系数（K）： 在比例调节中，调节器的输出信号变化量△u（t）与输入信号e（t）成比例关系