第六章_4_计算机控制系统-工程实现.ppt

第六章 计算机控制系统中的控制策略 第六章 计算机控制系统中的控制策略(4)Control Strategy of Computer System Department of Control Science Engineering, Zhejiang University 第六节 Unit 6 控制策略的工程实现 The Implementation of Control Strategy in The Engineering Project 本节内容 给定值处理 被控量处理 偏差处理 控制策略的实现 控制量处理 自动-手动切换 6-6 控制策略的工程实现 模拟PID与数字PID的异同 调节器本身及其功能的实现方式 6-6-1 给定值处理（1） 给定值处理包括 选择给定值SV 给定值变化率限制SR 6-6-1 给定值处理（2） 内给定状态：软开关CL/CR切向CL位置，选择操作员设置的给定值SVL 外给定状态：软开关CL/CR切向CR位置 SCC控制 串级控制 给定值变化率的限制 通过选择SR值防止给定值的突变 6-6-1 给定值处理（3） 给定值处理部分 3个输入量（SVL、SVC、SVS） 2个输出量（SV、CSV） 2个开关量（CL/CR、CAS/SCC） 1个变化率（SR） 为了方便控制算法程序调用这些量, 需要给每个回路的控制模块提供一段内存数据区, 用于存放以上变量。 6-6-2 被控量处理（1） 被控量处理部分 主要是出于对安全考虑的上下限报警 上限值为PH，上限报警状态为PHA； 下限值为PL，下限报警状态为PLA； 被控量为PV 当PV＞PH时，PHA为“1”； 当PV＜PL时，PLA为“1”。 6-6-2 被控量处理（2） 被控量处理部分 6-6-2 被控量处理（3） 被控量处理部分 为平衡控制，有时需要对参与控制的被控量的变化率PR加以限制，且要取得适中。 被控量处理的数据区共需存放 1个输入量PV 3个输出量PHA、PLA和CPV 4个参数PH、PL、HY和PR。 6-6-3 偏差处理（1） 偏差处理 计算偏差、偏差报警、非线性补偿及输入补偿 6-6-3 偏差处理（2） 计算偏差 根据正/反作用方式开关（D/R）计算偏差值DV。 偏差报警 当偏差的绝对值大于某个极限值DL时，则给出报警信息（报警状态DLA为“1”） 6-6-3 偏差处理（3） 非线性特性补偿 设置非线性 增益K，非线 性区-A至+A 实现非线性 PID控制或带 死区的PID控制。 6-6-3 偏差处理（4） 输入补偿 由ICM决定偏差DVC与输入补偿量ICV之间的关系 当ICM=0，表示不考虑输入补偿； 当ICM=1，表示加补偿； 当ICM=2，表示减补偿； 当ICM=3，表示置换补偿。 6-6-3 偏差处理（5） 输入补偿 利用加、减补偿，可以分别实现前馈控制与Smith纯滞后补偿控制。 偏差处理数据区 1个输入补偿量ICV 2个输出量DLA和CDV 2个状态量D/R和ICM 4个参数DL、-A、+A和K。 6-6-4 控制策略的实现（1） 由偏差进行控制算法计算并限幅 6-6-3 偏差处理（2） 计算偏差 根据正/反作用方式开关（D/R）计算偏差值DV。 偏差报警 当偏差的绝对值大于某个极限值DL时，则给出报警信息（报警状态DLA为“1”） 6-6-3 偏差处理（3） 非线性特性补偿 设置非线性 增益K，非线 性区-A至+A 实现非线性 PID控制或带 死区的PID控制。 6-6-3 偏差处理（4） 输入补偿 由ICM决定偏差DVC与输入补偿量ICV之间的关系 当ICM=0，表示不考虑输入补偿； 当ICM=1，表示加补偿； 当ICM=2，表示减补偿； 当ICM=3，表示置换补偿。 6-6-3 偏差处理（5） 输入补偿 利用加、减补偿，可以分别实现前馈控制与Smith纯滞后补偿控制。 偏差处理数据区 1个输入补偿量ICV 2个输出量DLA和CDV 2个状态量D/R和ICM 4个参数DL、-A、+A和K。 6-6-4 控制策略的实现（1） 由偏差进行控制算法计算并限幅 6-6-4 控制策略的实现（2） 在控制策略的数据区，需要存放 各种控制参数 采样周期 微分方式DV/PV 控制量上限限值MH和下限限值ML 控制输出量Uk 递推计算所需的历史数据等 6-6-5 控制量的处理（1） 控制量实际输出前的处理 以扩展控制功能，实现安全平稳操作。 6-6-5 控制量的处理（2） 输出补偿 决定控制量Uk与输出补偿量OCV之间的关系 利用输入补偿与输出补偿，可以灵活地组成各种复杂的数字控制算法 变化率限制 MR的设置是为了限制控制量变化率 输出保持 FH/NH的状态一般来自系统的安全报