第六章串级控制系统设计详解.ppt

§6.1 串级控制原理 §6.2 串级控制系统的特点 §6.3 串级控制系统的设计 §6.4 串级控制系统的参数整定 §6.5 串级控制系统的工业应用;例 ：管式加热炉是炼油厂经常采用的设备之一（如下所示）， 其工艺要求是：炉出口温度保持恒定。;方案一：管式加热炉出口温度的单回路控制;方案二：管式加热炉出口温度的间接控制（1）;管式加热炉出口温度的间接控制（2）; 用温度控制器的输出作为流量控制器的设定值，由流量控制器的输出去控制燃料油管线的控制阀，可以抑制燃料油流量的扰动; 串级控制系统：就是由两个调节器串联在一起，控制一个执 行阀，实现定值控制的控制系统。;串级控制系统的通用方框图：;情况一：干扰来自燃料油流量的变化;情况三：一次干扰和二次干扰同时存在;1、能迅速克服进入副回路的二次干扰;输出对于二次扰动的传递函数：;单回路控制系统方框图如下：;即：串级控制系统克服二次干扰的能力大于单回路控制系统（约10～100倍）。 串级控制系统克服一次干扰的能力也比单回路控制系统强。;; 串级控制系统由于副回路的存在，提高了系统的工作频率，减小了振荡周期，在衰减系数相同的情况下，缩短了调节时间，提高了系统的快速性。;3、减小了对象的时间常数;4、对负荷变化有一定的适应能力; 与单回路控制系统的选择原则一致，即选择直接或间接反映生产过程的产品产量、质量、节能、环保以及安全等控制要求的参数作为主变量。;（2）应使主、副对象的时间常数匹配;（2）控制器正反作用方式的选择;副回路：是一个随动系统，一般对其控制品质要求不高，对其快速性要求较高。 主回路：是一个定值控制系统，其控制品质和单回路控制系统一样。;1、应用于容量滞后较大的过程;2、应用于纯延时较大的过程;3、应用于有变化剧烈和幅度较大扰动的过程;4、应用于非线性过程;5、自校正设定值