过程控制系统5-3.ppt

第五章 串级控制系统的设计 1 主变量的选择 主回路是一个定值控制系统，可以按单回路控制系统的设计原则进行。 主变量(操纵量)的选择原则主要有： (1)、条件允许时选质量指标作为主变量。 (2)、其次考虑选择与质量有单值关系的参数作为主变量。 (3)、所选主变量应有足够的灵敏度，且工艺合理、易实现。 2 副变量的选择 （一）副回路应包括尽可能多的扰动。 前已述及，应将变化最剧烈、幅度最大、最频繁的扰动包括在副回路中。 研究系统的干扰来源是十分重要的。如前述的管式加热炉，主扰动为然油压力还是然油热值，则副回路的选择大不相同。 并非包括的干扰越大越好。干扰包括得越大，副变量的位置会越靠近主变量，灵敏度会降低。 （二）主副对象的时间常数匹配 前已分析得到?串与?单的关系 主、副回路分别看为一个二阶振荡系统 如果M在某一频率有峰值，此频率称为共振频率。 二阶振荡系统有一个增幅区域，称广义共振区。共振区的频率范围 避免“共振效应”的条件是： 考虑到串级控制系统中副回路是快速回路，工作频率wd2总是高于主回路的工作频率，所以，为确保不发生“共振效应”，一般取： Wd2=（3~10）Wd1 3 主、副控制器的选择 (一)、控制规律的选择 1、对主变量控制质量要求高 ?主变量宜采用PI规律；欲克服容量滞后，应引进微分作用，采用PID规律。 ?副变量一般采用P规律就可以了。 2、对副变量控制要求也较高 ?主、副变量均采用PI控制规律。 3、对主变量控制要求不高，甚至允许小波动 ?主变量采用P规律，副回路对主回路的跟随要求快而准时采用PI控制规律。 4、对主、副变量控制要求均不高 ?可均采用P规律；必要时对主变量控制引进微分作用 。 (二)、控制器正反作用方式的选择 1 逻辑推理法 2 判别式法 正反作用的确定基本原则：保证系统成为负反馈 A 副回路 (副控制器+/-)(控制阀+/-)(副对象+/-)=(-) B 主回路 (主控制器+/-)(副对象+/-)(主对象+/-)=(-) (三)、控制器防积分饱和措施 副回路控制器防积分饱和的方法和单回路控制系统方法相同，采用外部积分反馈法 主回路控制器的防积法饱和方法，也是采用外部积分反馈法，但反馈信号不是主控制器的输出，而是副变量的测量值y2 * *