7过控第七章复杂控制概论.ppt

主要内容 7.1 串级控制系统 7.2 前馈控制系统 7.3 大滞后过程控制系统 7.4 比值控制系统 7.5 选择性控制系统 7.6 分程过程控制系统;7.1 串级控制系统---基本原理 ;举例1：加热炉温度控制;;2.改善了过程的动态特性，提高了系统的工作频率 ;3. 对负荷和操作条件的变化适应性强 ;副参数的选择 -----必须是物理可测的， -----应使副回路调节过程的时间常数小，时间滞后小。 目的：调节通道尽可能短，使等效的时间常数减小，提高整个系统的工 作效率，加快反应速度，缩短调节时间，改善系统的控制品质。;3）使主副过程的时间常数适当匹配 原则上，主、副回路时间常数之比应在3—10范围内;（4）副回路设计应考虑工艺上的合理性和经济性;主调节器起定值控制作用，副调节器起随动作用。;7.1 串级控制系统---设计;参数整定实质——通过改变调节器的PID参数来,改善系统的静态和动态特性，以获得最佳控制质量。;;1）整定求取副调节器的比例度和操作周期。 2）求取主调节器的比例度和操作时间 。 3）计算主、副调节器的比例度，积分时间和微分时间的数值。 4）必要时进行适当的调整 ，直到系统质量达到最佳为止。 ;——根据副过程的特性或经验先确定副调节器的， 然后再按照单回路控制系统的整定方法整定贮调节器的参数。;1)应用于克服被控过程较大的容量滞后；;7.1 串级控制系统---应用 ;3) 应用于抑制变化剧烈而且幅度大的扰动；;4) 应用于参数关联过程;5)应用于非线性过程;7.2 前馈控制系统;7.2 前馈控制系统---原理 ;7.2 前馈控制系统---原理 ;1）前馈控制属于开环控制。 ----只要系统中各环节是稳定的，控制系统必然稳定。 反馈控制是闭环控制。 ----即使各环节稳定，也不能保证闭环系统稳定。 2）前馈控制是“基于干扰来消除干扰对被控量的影响”。 ----通过前馈控制器的补偿作用及时抑制干扰对被控变量的影响。 反馈控制是“基于偏差来消除偏差”。 ----当干扰引起被控变量产生偏差后才能产生控制作用。 3）前馈控制器的控制规律取决于过程特性，是一个专用控制器。 反馈控制系统中，控制器通常采用P、PI、PD、PID等典型控制策略。 4）前馈控制只能抑制可测不可控的干扰对被控变量的影响。 反馈控制则对包含在其回路中的多种干扰都具有抑制作用。 ;7.2 前馈控制系统---局限性;1）静态前馈控制系统;2）动态前馈控制系统;;;1）实现前馈控制的必要条件是扰动量的可测既不可控性 2）当过程控制通道的时间常数比干扰通道的时间常数大，且反馈控制不 及时而导致控制质量较差时，选用前馈控制。 3）当主要干扰无法用串级控制使其包含在副回路内或者副回路滞后过大 时，选用前馈控制。 4）经济性原则。通常动态前馈控制器的投资高于静态前馈控制器。 若静态前馈控制能够达到工艺要求时，应采用静态前馈控制。 ;7.3 大滞后控制系统---原理 ;7.3 大滞后控制系统---原理 ;7.3大滞后控制系统---史密斯预估控制;7.3大滞后控制系统---史密斯预估控制;7.3大滞后控制系统---史密斯预估控制;7.3大滞后控制系统-改进型史密斯预估控制; 目的----两种物料保持比值关系。 q1主物料， q2从物料。; 主物料/主流量： 处于比值控制中的主导地位 q1 从物料/从流量： 按主物料进行配比 q2 ? 比值控制系统：要求副流量q2与主流量q1成一定的比值关系，K为流量比值 ;开环比值???制系统;单闭环比值控制系统;双闭环比值控制系统;变比值控制系统;7.4 比值控制系统---设计 ;7.4 比值控制系统---实施 ;7.4 比值控制系统---整定 ;7.4 比值控制系统---整定 ;7.5 选择性控制系统---概念 ;7.5 选择性控制系统---分类 ;7.5 选择性控制系统---分类 ;7.5 选择性控制系统---设计 ;7.5 选择性控制系统---设计 ; 控制器的输出信号被划分成2段或多段，一个控制器同时控制两个或多个分程动作的控制阀，每一控制阀均能根据工艺要求，在控制器输出的某段信号范围内动作。; 分程控制中阀的开关形式;7.6 分程控制系统---设计