过程装备控制技术及应用02-第二章-23节要点.pptVIP

燃料压力 (热值)增加 y2 被加热原料进口温度减少 ( 流量增加) y1 TC1输出增加 TC2给定值增加 TC2输出减小 TC2输出增加 调节阀开度不变 如果两者增加量相等，则偏差为零，副调节器输出不变，阀门不动作，如果两者增加量不相等，由于互相抵消掉一部分，偏差也不大,只要调节阀稍稍动作一下，即可使系统达到稳定。 结论： 在串级调节系统中，由于引入一个闭合的副回路，不仅能迅速克服作用于副回路的干扰，而且对作用于主对象的干扰也能起到加速克服的作用。 副回路具有先调，粗调，快调的特点； 主回路具有后调、细调、慢调的特点，并对于副回路没有完全克服掉的干扰能彻底加以克服。 在串级调节系统中主，副回路相互配合，充分发挥调节作用，大大提高了调节质量。 3.串级调节系统的特点 (1) 有两个闭合回路： 主回路和副回路 有两个调节器： 主调节器和副调节器 有两个测量变送器： 分别测量主参数和副参数 在串级调节系统中： 主回路是个定值调节系统 副回路是个随动系统 (2) 在串级调节系统中，有两个参数:主参数和副参数 主参数---反映产品质量或生产过程运行情况的主要工艺参数。 主参数的选择原则与简单调节系统中介绍的被调参数选择原则一样。 (3) 在系统特性上，串级调节系统由于副回路的引入，改善了对象的特性，使调节过程加快，具有超前调节的作用，从而有效地克服滞后，提高了调节质量。 (4) 串级调节系统由于增加了副回路，因此具有一定的自适应能力，可用于负荷和操作条件有较大变化的场合。 4．串级调节系统副回路的确定 副回路的确定，就是根据生产工艺的具体情况，选择一个合适的副参数，从而组成一个以副参数为被调参数的副回路。 为了充分发挥串级系统的优势，副回路的确定应考虑如下一些原则： (1)主，副参数间应有一定的内在联系 在串级调节系统中，副参数的引入是为了提高主参数的调节质量。 副参数应与主参数间有一定的内在联系。即在串级系统中，副参数的变化应在很大程度上能影响主参数的变化。 (2)要使系统的主要干扰被包围在副环内 串级调节系统的副回路应具有动作速度快，抗干扰能力强的特点。确定副参数时： a：对主参数影响最严重，变化最剧烈的干扰包围在副环内； b：副对象的时间常数很小，充分利用副环的快速抗干扰性能，将干扰的影响抑制在最低限度。 (3)在可能的情况下，应使副环包围更多的次要干扰 在生产过程中，除了主要干扰外，还有较多的次要干扰，选择副参数应考虑使副环能尽量多包围一扰，以充分发挥副环的快速抗干扰能力，以提高串级调节系统的调节质量。 (4)副参数的选择应考虑到主，副对象时间常数的匹配，以防“共振”的发生。 在串级调节系统中，主、副对象的时间常数不能太接近。这一方面是为了保证副回路快速的抗干扰性能，另一方面是由于串级系统中主、副回路之间是密切相关的，副参数化会影响到主参数，而主参数的变化通过反馈回路又会影响到副参数。如果主，副对时间常数比较接近，那么主、副回路的工作频率也就比较接近，系统受到干扰时就有可能产生“共振”。 在选择副参数时，应使主、副对象的时间常数相比为3～10倍，以减少主，副回路的动态联系，避免“共振”。 当然，也不能盲目追求减小副对象的时间常数，否则可能使副回路包围的干扰因素太少，使系统抗干扰能力反而减弱了。 （5）当对象具有较大的纯滞后而影响到调节质量时，在选择副参数时应使副环尽量少包括纯滞后或不包括纯滞后 对于纯滞后较大的对象，可将纯滞后部分放到主对象中去，以提高副回路的快速抗干扰动及时克服干扰的影响，将其抑制在最小限度内，从而使主参数的调节质量得到提高。 5．主，副调节器调节规律的选择 （1）主变量不允许有余差，主调节器应采用比例积分调节规律以实现主参数的无差调节。若控制通道容量滞后大，则采用比例积分微分调节规律。 （2）副调节器应服从主参数恒定的需要，其值应随主调节器的输出在一定范围内变化，应采用比例调节规律。 例:连续槽反应器温度控制系统： 物料自顶部连续进入槽中，经反应后从底部排出。反应产生的热量由冷却夹套中的冷却水带走。为了保证产品质量，必须严格控制反应温度T，为此，在冷却水管道上装设了调节阀。 图中被控对象具有三个热容积， 1.夹套中的冷却水; 2.槽壁; 3.槽中的物料。 引起温度T变化