对角矩阵法解耦器的推导.PPT

Copyright by Su Chengli 串级控制系统的原理 单回路控制系统分析 串级控制系统的原理 反应釜温度单回路控制响应曲线 串级控制系统的原理 解决办法 夹套冷却水温度T2比反应釜温度T1能更快地感受到来自干扰（冷却水入口温度）以及来自控制的影响。因而可设计夹套水温单回路控制系统TC2以尽快地克服冷却水方面的扰动。 串级控制系统的原理 反应器温度的串级控制 串级控制系统的原理 串级控制系统的思想：把时间常数较大的被控对象分解为两个时间常数较小的被控对象。 串级控制系统的原理 反应器温度串级控制框图 串级控制系统的原理 反应器温度的串级控制响应曲线 串级控制系统的原理 什么是串级控制系统? 一个控制器输出用来改变另一个控制器的设定值,这样连接的两个控制器称为串级控制. 两个控制器都有各自的测量输入,但只有主控制器具有独立的设定值,副控制器的输出送给执行器. 串级控制系统常用术语 主被控变量（Yl)：是工艺控制指标或与工艺控制指标有直接关系，在串级控制系统中起主导作用的被控变量。 副被控变量（Y2）：大多为影响主被控变量的重要参数。 主对象：大多为工业过程中所要控制的、由主被控变量表征其主要特性的生产设备或过程。 副对象：大多为工业过程中影响主被控变量的、由副被控变量表征其特性的辅助生产设备或辅助过程。 串级控制系统常用术语 主控制器：在系统中起主导作用，按主被控变量和其设定值之差进行控制运算，并将其输出作为副控制器给定值。 副控制器：在系统中起辅助作用，按所测得的副被控变量和主控输出之差来进行控制运算，其输出直接作用于控制阀的控制器，简称为“副控”。 副回路:由副变送器、副控制器、控制阀和副对象所构成的闭环回路 , 又称为“ 副环” 或“内环”。随动控制 主回路：由主变送器、主控制器、副回路等效环节、主对象所构成的闭环回路，又称为“主环”或“外环”。定值控制 串级控制系统的结构特点 串级控制系统的分析 串级控制系统从总体上看，仍然是一个定值控制系统。因此，主变量在扰动作用下的过渡过程和单回路定值控制系统的过渡过程具有相同的品质指标。但是，串级控制系统和单回路系统相比，在结构上，从对象中引出了中间变量（即副变量）构成了一个回路，因此具有一系列特点。下面对串级控制系统与单回路系统做一对比分析。 串级控制系统的分析 串级控制系统的分析 串级控制系统的分析 串级控制系统的分析 串级控制系统的分析 串级控制系统的分析 串级控制系统设计-副变量的选择 从对象中能引出中间变量是设计串级系统的前提条件。 当对象有多个中间变量可引出时, 就有一个副变量如何选择的问题。 串级控制系统设计-副变量的选择 串级控制系统设计-副变量的选择 串级控制系统设计-副变量的选择 选择原则 （3）主副对象的时间常数要配合适当，以防“共振”。 当主回路和副回路的wc相接近时，可能发生主参数和副参数共同波动情况。 解决办法：a) 合适选择主副对象，T02和T01不能相近。一般，T02较小，T01较大。 b) 通过整定参数，使主副回路的工作频率错开。 （4）将具有非线性对象部分，归于副回路中，积分发挥 串级具有好的鲁棒性优点。 （5）需要流量实现精确很高时，以流量作副参数。 （6）工艺合理，经济性。 串级控制系统设计-主副控制器选型 串级控制系统设计-主副控制器正反作用确定 确定顺序 （1）选阀，（2）副调节器，（3）主调节器。 主调节器正反作用的确定 由主参数和副参数的作用方向确定。 (1) 主参数增大时，副参数也增大，即正作用。 (2) 主参数增大时，副参数减小，即反作用。 串级控制系统设计-主副控制器正反作用确定 串级控制系统的投运 串级控制系统的参数整定 串级控制系统的应用举例 串级控制系统的应用举例 串级控制系统的应用举例 串级控制系统的应用举例 前馈控制系统的原理 控制系统分析 前馈控制系统的原理 解决办法：前馈控制 前馈控制系统的原理 前馈控制系统的原理 前馈控制的概念 前馈控制系统的原理 不变性原理和前馈补偿 前馈控制系统的原理 前馈控制系统的原理 不变性原理:前馈控制的理论基础 (1)“不变性”是指控制系统的被控变量与扰动量完全无关，或在一定准确度下无关。 (2)不变性原理是通过前馈控制器的校正作用，消除扰动对被控变量的影响。 如前面的换热系统，当冷物料流量变化 ，时 即为不变性原理。 更一般的，当干扰 时， 系统的不变性定义为 前馈控制系统的原理 不变性类型 前馈控制系统的原理 前馈控制