【正文】 工業(yè)出版社，2003[12] 朱麟章．過程控制系統(tǒng)與設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[13] 蔣慰孫，俞金壽．過程控制工程[M]．第二版．中國石化出版社，1999[14] ．Industrail Applications Of Model Based Predictive Control Automatica[J]．1993，29(5)，12511274．[15] MacGregor J F．Online Statistical Process Control[J]．1988，84(10)，2128．[16] Jhon ．Integrated Process Control and Automation[M]．Elsevier Science Publishers B．V，1991．第2章 開題報告基于可編程控制的單容系統(tǒng) 設(shè)計(jì)目標(biāo)單容水箱的液位控制，就是控制進(jìn)水量，使其與出水量相同，控制水箱液位，使其與設(shè)定值相差在177。可以用控制手閥v4的方式模擬流量上產(chǎn)生的擾動干擾，從而會導(dǎo)致液位出現(xiàn)不穩(wěn)定，破壞了穩(wěn)態(tài)。前饋控制是減少被控制動態(tài)偏差的最有效的方法之一。其次，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，一般總有各種干擾，通常不能對每一個干擾都用一個前饋調(diào)節(jié)器實(shí)行前饋控制來補(bǔ)償，而只能用前饋控制來補(bǔ)償其中主要干擾的影響；而且，有些干擾往往是難以測量的，對于這些干擾就無法實(shí)行前饋控制。利用反饋控制使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時能準(zhǔn)確地使被調(diào)參數(shù)等于給定值；而在動態(tài)時，則依靠前饋控制能有效的減少被調(diào)參數(shù)的動態(tài)偏差，從而提高控制質(zhì)量。積分控制作用能消除系統(tǒng)余差，使系統(tǒng)成為無差系統(tǒng)，但降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并增加了調(diào)節(jié)時間。水箱液位是通過壓力液位傳感器測得，將檢測到的液位信號與給定液位值進(jìn)行比較后送入調(diào)節(jié)器，在PLC中經(jīng)過PID運(yùn)算后，其輸出信號作為調(diào)節(jié)器——電動調(diào)節(jié)閥閥門的開度信號，控制進(jìn)水量的大小，從而控制液面高度[9]。（一）壓力液位傳感器 KYB18G01M1P1C2擴(kuò)散硅壓力變送器采用無中介液的壓力測量技術(shù)，發(fā)揮了傳感器的技術(shù)優(yōu)勢，使變送器具有優(yōu)異的性能。（二）流量變送器 流量傳感器用來對電動調(diào)節(jié)閥的主流量和干擾回路的干擾流量進(jìn)行檢測。（2）正確確定控制閥的口徑。（4）控制閥的開閉形式確定。 綜上所述，采用電動調(diào)節(jié)閥對控制回路的水的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。（四）PLC采用西門子公司的PLC，型號為s7300。（一）前饋控制器設(shè)計(jì) 單回路控制器，即PID控制器的傳遞函數(shù)為。為前饋控制器，為過程擾動通道傳遞函數(shù)，為過程控制通道傳遞函數(shù)，為系統(tǒng)可測不可控?cái)_動，為被控參數(shù)。 設(shè)對象干擾通道和控制通道的傳遞函數(shù)分別為 = = 經(jīng)推導(dǎo)可 =—= （2．4）式中，= 為靜態(tài)放大系數(shù)； 微分方程為 （2．5） 若選擇采樣頻率足夠高，也即采樣周期足夠短，則可對微分方程離散化，得到差分方程為 （2．6）式中，取整整理得 （2．7）式中，；；靜態(tài)前饋控制只能保證被調(diào)參數(shù)的靜態(tài)偏差接近或等于零，而不能保證被調(diào)參數(shù)的動態(tài)偏差接近或等于零。當(dāng)T1T2時，前饋補(bǔ)償具有超前特性，適用于控制通道滯后（指時間常數(shù)）大于干擾通道滯后的對象。控制算法程序流程圖如圖23所示：圖 23 控制算法流程圖（二）PID控制算法 PID控制算法采用增量式算式，增量算式帶來如下優(yōu)點(diǎn)： ，誤動作影響少。其控制算式如下： ， 上述算式中，為比例系數(shù)，為積分時間，為微分時間，以作為計(jì)算機(jī)當(dāng)前的輸出值，以作為給定值，作為反饋值，即A/D設(shè)備的轉(zhuǎn)換值，作為偏差[11]。如果反饋值小于設(shè)定值，通過反作用方式控制器時控制器的輸出為負(fù)，減小調(diào)節(jié)閥的開度，從而使水箱液位減小，同樣能保證管路流量保持穩(wěn)定值不變。 預(yù)期目標(biāo) 單容水箱的液位控制，就是控制進(jìn)水量，使其與出水量相同，控制水箱液位，使其與設(shè)定值相差在177。為了要配合第一種情況，控制系統(tǒng)必須表現(xiàn)出窄的帶寬，而第二種情況下需要一個更大的帶寬。由于突然之間切換控制器會導(dǎo)致控制器和執(zhí)行器的輸出出現(xiàn)顛簸，提出了軟開關(guān)可保證穩(wěn)定的策略。為了取得良好的產(chǎn)品，被控制的主要階段，對應(yīng)于澆注鐵水從爐中的鋼水包，從鋼水包到中間包，和從中間包到所述模具（參照圖1），和最后的金屬傳輸都是至關(guān)重要的。無論如何，相關(guān)的鑄造速度，其頻率大約是已知的，前饋干擾補(bǔ)償通道可以有效地拒絕這種低頻擾動，或由一個附加的內(nèi)部模型通過閉環(huán)來補(bǔ)償。 為了實(shí)現(xiàn)這兩個相互矛盾的要求之間的一個合理的折中，建議其中大部分利用一個單一的控制器，可能用模糊邏輯來調(diào)整控制器參數(shù)的。因此，噴嘴暢通擾動應(yīng)快速瞬態(tài)響應(yīng)。此外，為了避免控制器隨之而來的突然性轉(zhuǎn)換（這導(dǎo)致止動器桿機(jī)構(gòu)的加速磨損），提出一個新的切換策略，在兩個控制器之間輕輕通勤。在第四節(jié)描述了該過程以找到一個實(shí)現(xiàn)的兩個交替運(yùn)作的控制器，以這樣的方式，將所得的交換系統(tǒng)是穩(wěn)定的。鋼水橫置進(jìn)入鋼包，然后從爐鑄造機(jī)的頂部的澆口盤流入動議。通過間隔緊密的水冷式繪圖輥速度作用于凝固殼，從模具中提取某一個固定的金屬。 在經(jīng)驗(yàn)和過去的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，止動桿機(jī)構(gòu)與執(zhí)行器可以一起仿照那些特征的控制過程來建模，其一階系統(tǒng)的時間常數(shù)是可以忽略不計(jì)的。因此，為了保持測試系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定，它是強(qiáng)制性的（這種分析是在第III kt）。然而，在這種植物中（貝特霍爾德模具液位計(jì)LB 452），電平的測量設(shè)備的濾波特性，通過自然衰減（讀者可以參考用于連續(xù)鑄造的詳細(xì)概述儀器儀表）。不適合經(jīng)典的控制設(shè)計(jì)。在第六節(jié)的模擬中假設(shè)Ac==510s[5]。根據(jù)第二節(jié)的考慮，首先測得模具中液位，然后減去參考輸入r（t），以產(chǎn)生誤差信號e(t)，用開關(guān)邏輯來激活一個或多個控制器。 步驟4）選擇開關(guān)規(guī)則。在第二節(jié)中已經(jīng)給出的參數(shù)值已滿足要求，例如，以下的控制器的傳遞函數(shù)： （2）具有標(biāo)準(zhǔn)的PID結(jié)構(gòu)，可物理實(shí)現(xiàn)添加遠(yuǎn)程極。如圖5所示為系統(tǒng)循環(huán)函數(shù)的奈奎斯特圖，其中的多邊形（值集）對應(yīng)于在第IIB中指定的所有允許的參數(shù)值（即和）,繪制的若干等間距的角頻率（每個值集旁邊標(biāo)