第四章串級控制系統(tǒng)-全文預覽
【正文】 s) Go(s) ＋ ＋ Y(s) 用方框圖表示： 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 補償原理 如果補償量和干擾量以同樣的大小和速度作用于被控變量 ， 且作用方向相反的話 ， 被控變量不變 。 表 副參數(shù)類型 副調(diào)節(jié)器比例度 δ2（ %） 副調(diào)節(jié)器比例增益 Kc2 溫度 20～ 60 ～ 壓力 30～ 70 ～ 流量 40～ 80 ～ 液位 20～ 80 ～ 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 第五章 前饋控制系統(tǒng) 前饋控制的原理是：當系統(tǒng)出現(xiàn)擾動時，立即將其測量出來，通過前饋控制器，根據(jù)擾動量的大小改變控制變量，以抵消擾動對被控參數(shù)的影響。 1．逐步逼近法 依次整定副回路、主回路。為保證主回路為負反饋，主調(diào)節(jié)器也應為反作用方式。一旦出現(xiàn)故障或氣源斷氣，調(diào)節(jié)閥應關閉，切斷燃料油進入加熱爐，確保設備安全。 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 4．主、副調(diào)節(jié)器正、反作用方式的確定 對串級控制系統(tǒng)來說，主、副調(diào)節(jié)器正、反作用方式的選擇原則依然是使系統(tǒng)構(gòu)成負反饋。 主參數(shù)是生產(chǎn)工藝的主要控制指標，工藝上要求比較嚴格。 調(diào)節(jié)效果比較 串級控制 單回路控制 t y 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 串級控制系統(tǒng)的設計與參數(shù)整定 1．主回路設計 主回路設計與單回路控制系統(tǒng)一樣。如果是單回路控制，這會導致控制質(zhì)量下降。 從系統(tǒng)特征方程： 1+Gc1(s)G’o2(s)Go1(s)Gm1(s)=0 可求出系統(tǒng)的工作頻率 ωc 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 抗干擾能力增強 對于進入副回路的干擾，串級控制和單回路控制前向通道的區(qū)別： G*c1(s) Gv(s) X1(s) Θ1(s) ＋ Go2(s) F3(s)、 F4(s) Go1(s) F1(s)、 F2(s) Gm1(s) － Gc1(s) X1(s) Θ1(s) ＋ G*o2(s) F3(s)、 F4(s) Go1(s) G’o2(s) Θ2(s) F1(s)、 F2(s) Gm1(s) － 串級控制等效 真正的單回路控制 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 0202C 2 V 0 2 m 2G ( s )G ( )1 G ( s ) G ( s ) G ( s ) G ( s )s? ?? ? ? ?干擾通道的傳函： 120202 ?? sTKsG )(22 cc KsG ?)( vv()G s K?m 2 m 2()G s K?設： 則： 02* C2 V 0 2 m 20202C2 V 0 2 m 2K1 K K K KG ( )T1S1 K K K Ks????T02* T02 K02 * K02 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 K02 * K02 說明干擾通道的影響力降低； T02 * T02 說明干擾通道時間常數(shù)縮短，即副回路的控制速度快。如： 燃料壓力 f3(t)↑→ 爐膛溫度 ↑ → 出口溫度 ↑ → 副控制器開始調(diào)節(jié) 原油流量 f1(t)↑→ 出口溫度 ↓ → 主控制器反向調(diào)節(jié)，使副控制器調(diào)節(jié)量減小。 主控制器 執(zhí)行器 副對象 主對象 主變送器 副變送器 副控制器 ＋ － － ＋ 主變量 副變量 給定 干擾 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 控制過程分析： 1．燃料壓力 f3(t)、燃料熱值 f4(t)發(fā)生擾動 ——干擾進入副回路 進入副回路的干擾首先影響爐膛溫度，副變送器提前測出，副控制器立即開始控制，控制過程大為縮短。 燃料壓力或燃料的熱值變化 ? 影響爐膛溫度 ? 熱傳導給原料 ? 影響出口溫度 15min 3min 原料出口溫度 θ1(t) 原料 T1C T1T 燃料 管式加熱爐 若用簡單溫控系統(tǒng)： 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 爐膛溫度 變化 ? T2T、 T2C回路先改變?nèi)剂狭? T1T、 T1C回路再改 變?nèi)剂狭? 出料溫度變化 解決措施 ：在影響出口溫度的通道中，加測爐膛溫度的變化，提前控制。 串級控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及工作過程 串級控制是在簡單控制系統(tǒng)基礎上的改進 。 ? 有些生產(chǎn)工藝和控制要求比較特殊 。 但是： ? 隨著生產(chǎn)過程的大型化和復雜化 ， 操作條件更加嚴格 ， 變量之間的關系更加復雜 。 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 當對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，采用簡單控制系統(tǒng)往往控制質(zhì)量較差，滿足不了工藝上的要求，這時，可考慮采用串級控制系統(tǒng)。 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 問題： 控制通道容
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