复杂控制系统专业知识讲座.pptx

一、单回路控制系统不足;加热炉温度控制;方案一

被控变量：炉出口温度

控制变量：燃料流量

控制阀：气开阀;方案二

被控变量：炉膛温度

控制变量：燃料流量

控制阀：气开阀;串级控制系统框图;加热炉温度串级控制系统框图;燃料热值改变、压力波动f2(t)，烟囱抽力改变f3(t)---二次扰动或副回路扰动

被加热物料流量和初温改变f1(t)---一次扰动或主回路扰动

一次扰动和二次扰动同时存在

;串级控制系统框图;串级控制系统特点与分析

结构特点：;串级控制系统特点与分析;串级控制系统特点与分析

控制效果：;可见，等效过程时间常数大大缩小，改进了过程动态特征；;对于同一过程单回路控制系统，其特征方程为：;***因为串级系统工作频率提升，缩短了振荡周期，提升了控制质量。;2）能快速克服进入副回路干扰，提升控制质量。;控制性能与抗干扰能力综合指标为：;(3)对一次扰动有很强抑制能力;普通情况下：;4）对负荷和操作条件改变适应性强;串级控制系统设计;（一）串级控制系统副回路设计标准;5、副回路设计时应考虑主、副对象时间常数匹配，以防共

振。

主、副对象时间常数靠近，易产生共振。

普通时间常数比：主：副=3～10左右为佳

若副对象时间常数比主对象小得多，则副回路反应灵敏，但包含扰动少；

若副对象时间常数大于主对象时间常数，则副回路可包含扰动多，改进对象特征效果显著，但反应迟钝；

6、所设计副回路需考虑到方案经济性和工艺合理性。;（1）控制规律选择依据控制要求进行

主变量是生产工艺主要操作指标，直接关系到产品质量或生产安全，工艺上要求比较严格，主变量不允许有余差。

副变量要求不严格，允许有波动和有余差，设置副变量目标在于确保和提升主变量控制质量。

（2）主回路是一个定值系统，主控制器起着定值控制作用。保持主变量稳定是首要任务，主控制器必须有积分作用，所以宜采取PI或PID。

（3）副回路是一个随动系统，它给定值随主控制器输出改变而改变，为了能快速跟踪，副控制器普通不用积分作用，微分作用普通不需要，宜采取百分比P作用。

;普通：

主控制器：PI、PID

副控制器：P、（PD）

注：（1）当主控制器有积分作用时，不论干扰在副回路还是主回路，都能确保主变量无余差。

（2）当副控制器有积分作用时而主控制器无积分作用时，只有干扰作用于副回路，主变量无余差；干扰作用于主回路，主变量依然存在余差。

;

注：（1）当主控制器有积分作用时，不论干扰在副回路还是主回路，都能确保主变量无余差。

（2）当副控制器有积分作用时而主控制器无积分作用时，只有干扰作用于副回路，主变量无余差；干扰作用于主回路，主变量依然存在余差。;（三）主、副控制器正反作用选择;;

主、副控制器正、反作用选择次序：

1、按照安全性、节约原料和介质特征确定调整阀气开、气关形式。

2、在副回路中按副回路负反馈要求确定副调整器正、反作用形式。

3、按照副回路步骤为正，在主回路中按负反馈要求确定主调整器正、反作用形式。

选择标准：使得系统组成负反馈。