常用复杂操纵system.ppt

 教书育人要义 传道授业释疑；  师生同心协力, 共探过控真谛 。 熟悉仪表原理, 统领系统设计； 理论实践结合，思维创新第一。 第6章 常用复杂控制系统 本章要点 1）了解串级控制系统的应用背景，熟悉串级控制系统的典型结构与特点； 2）掌握串级控制系统的设计方法，熟悉串级控制系统的参数整定方法； 3）了解前馈控制的原理及使用场合； 4）掌握前馈补偿器的设计方法，熟悉前馈－反馈复合控制的特点及工业应用。 与单回路控制系统的比较： 6.1.5 串级控制系统的参数整定 整定原则： 尽量加大副调节器的增益，提高副回路的频率，使主、副回路的频率错开，以减少相互影响。 6.1.5 串级控制系统的参数整定 本章结束，谢谢！ 1. 逐步逼近整定法 1） 主开环、副闭环，整定副调的参数；记为 2) 副回路等效成一个环节，闭合主回路，整定主调节器参数，记为 3）观察过渡过程曲线，满足要求，所求调节器参数即为 否则，再整定副调节器参数，记为 。。。反复进行，满意为止。 该方法适用于主、副过程时常相差不大、主、副回路动态联系密切，需反复进行，费时较多 投运原则: 先投副环后投主环;投运过程必须保证无扰动切换. 整定原则: 尽量加大副调节器的增益，提高副回路的频率， 使主、副回路的工作频率错开，以减少相互影响。 先整副环后整主环。 1. 逐步逼近整定法 1）主开环、副闭环，整定副调的参数；记为 2) 副回路等效成一个环节，闭合主回路，整定主调节器参数，记为 3）观察过渡过程曲线，满足要求，所求调节器参数即为 否则，再整定副调节器参数，记为 ……反复进行，满意为止。 该方法适用于主、副过程时常相差不大、主、副回路动态联系密切，需反复进行，费时较多。 2. 两步整定法 1）主、副闭合，主调为比例,比例度为100%，先用4：1衰减 曲线法整定副调节器的参数，求得比例度δ2S和振荡周期T2S； 2) 副调节器比例度置δ2S，整定主调参数，求得主回路在4：1衰减比下的比例度δ1S和振荡周期T1S ；根据两种情况 下的比例度和振荡周期，按经验公式求出主、副调节器的积 分时间和微分时间，然后再按先副后主、先比例后积分再微 分的次序投入运行，观察曲线，适当调整，满意为止。 3.一步整定法 1）根据经验确定副调节器比例度； 2）按单回路系统整定方法直接整定主调节器参数； 3）观察曲线，在约束条件下，适当调整主、副调节器的参数，满意为止。 思路：先根据副过程特性或经验确定副调节器的参数，然后一步完成主调节器参数的整定。 理论依据：主、副调节器的放大系数在一定范围内可以任意匹配，即在 的条件下，当主、副过程特性一定时， 为一常数。 4. 应用举例 硝酸生产用氧化炉，主参数：炉温，PI调节； 副参数：氨气流量，P调节； 主、副动态联系小，两步整定法。 为100％→ 1） 2）副调置于32％，得主调的 3）运用计算公式得： 6.2 前馈控制系统 6.2.1 前馈控制的基本概念 干扰补偿控制：按干扰大小进行调节，克服干扰比反馈快; 理论上，可实现理想控制。 干扰F对输出Y的传递函数为 实现输出Y(s)完全不变性的条件为 前馈控制系统的补偿过程 前馈控制是按照干扰作用的大小进行控制的，如控制作 用恰到好处，一般比反馈控制要及时。 前馈控制与反馈控制的比较： * * 《过程控制与自动化仪表》 西安理工大学 潘永湘 杨延西 赵跃 制作 教学理念： 第6章 常用复杂控制系统 6.1 串级控制系统 6.2 前馈控制系统 6.1 串级控制系统 6.1.1 串级控制的基本概念 连续反应釜温度控制示意图 物料自顶部连续进入釜中， 经反应后由底部排出。反 应产生的热量由夹套中的 冷却水带走。为保证产品 质量，对反应温度T1要进 行严格控制。 工艺要求: 被控过程有三个热容积，即夹套中的冷却水、釜壁和釜中物料。 选取冷却水流量为调节参数,构成单回路控制系统 引起温度T1变化的干扰因素有： 进料方面有进料流量、进料入口温度和化学组成，用F1表示； 冷却水方面有水的入口温度和阀前压力，用F2表示。 问题：过渡过程时间长，调节不及时 将两个调节器串联在一起工作，各自完成不同任务的系统 结构，就是串级控制的基本思想。根据这一构思，反应釜温度 串级控制示意图为 串级控制系统的一般结构框图 主回路 --定值控制 副回路 --随动控制 副回路 主回路 6.1.2 串级控制系统的特点 对于同一对象 单回路控制 串级控制 1.能迅速克服进入副回路的干扰 串级控制等效方框图 等效