第四章串級(jí)控制系統(tǒng)(存儲(chǔ)版)
【正文】 于被控變量 ， 且作用方向相反的話 ， 被控變量不變 。 因此 ， 一般將前饋控制與反饋控制結(jié)合使用 。但補(bǔ)償控制規(guī)律比較復(fù)雜，常常無法獲得精確表達(dá)式，也難以精確實(shí)現(xiàn)。既提高了控制速度，又保證了控制精度。 使用時(shí)根據(jù)補(bǔ)償要求 ， 調(diào)整各個(gè)系數(shù)值 ， 就可獲得不同特性的前饋控制功能 。 。 Gv(s) Gb(s) GmF(s) F(s) Gf(s) Go1(s) ＋ ＋ Y(s) Gm2(s) Gc1(s) ＋ ＋ ＋ － X(s) Gc2(s) Go2(s) － Gm1(s) 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 從前饋 — 串級(jí)復(fù)合控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（ P226式 725作了簡(jiǎn)化）可知： 串級(jí)控制回路的傳函和單純的串級(jí)控制系統(tǒng)一樣 前饋控制器的傳函主要由擾動(dòng)通道和主對(duì)象特性決定 Gv(s) Gb(s) GmF(s) F(s) Gf(s) Go1(s) ＋ ＋ Y(s) Gm2(s) Gc1(s) ＋ ＋ ＋ － X(s) Gc2(s) Go2(s) － Gm1(s) ≈1/Gm2(S) 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 5．前饋控制器的通用模型 前面按照不變性條件，求得前饋控制器的傳遞函數(shù)表達(dá)式 fbo m vG ( s )G ( )G ( ) G ( s ) G ( s )s s?? ??實(shí)際上，要得到上式的精確數(shù)學(xué)模型比較困難，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)也比較困難，還不如用簡(jiǎn)約化模型。表明反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性并不因?yàn)橐M(jìn)前饋控制而有所改變；且由于反饋控制回路的存在，使前饋控制的精度比開環(huán)前饋控制高。 2．動(dòng)態(tài)前饋控制系統(tǒng) 完全按照補(bǔ)償控制規(guī)律制作控制器。 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 3．前饋控制的局限性 ①實(shí)際工業(yè)過程中的干擾很多，不可能對(duì)每個(gè)干擾設(shè)計(jì)一套控制系統(tǒng)，況且有的干擾的在線檢測(cè)非常困難。 但必須被調(diào)參數(shù)變化后才進(jìn)行調(diào)節(jié) ， 調(diào)節(jié)速度難以進(jìn)一步提高 。串級(jí)控制系統(tǒng)常用于下面一些生產(chǎn)過程。 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 以管式加熱爐為例，說明串級(jí)控制系統(tǒng)主、副調(diào)節(jié)器的正、反作用方式的確定方法。副參數(shù)的選擇一般應(yīng)遵循下面幾個(gè)原則： ①主、副變量有對(duì)應(yīng)關(guān)系 ②副參數(shù)的選擇必須使副回路包含變化劇烈的主要干擾，并盡可能多包含一些干擾 ③副參數(shù)的選擇應(yīng)考慮主、副回路中控制過程的時(shí)間常數(shù)的匹配，以防“共振” 的發(fā)生 ④應(yīng)注意工藝上的合理性和經(jīng)濟(jì)性 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 3．主、副調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇 在串級(jí)系統(tǒng)中，主參數(shù)是系統(tǒng)控制任務(wù)，副參數(shù)輔助變量。 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(jí)控制等效 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 有些生產(chǎn)過程的工藝條件經(jīng)常變化。 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 3．干擾同時(shí)作用于副回路和主回路 主副回路干擾的綜合影響有兩種情況： （ 1）主副回路的干擾影響方向相同。 因此 ， 需要控制原油加熱后的出口溫度 。過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 第四章 串級(jí)控制系統(tǒng) 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)是過程控制中最基本 、 應(yīng)用最廣的控制形式 ， 約占全部控制系統(tǒng)的 80％ 。 例 管式加熱爐是煉油 、 化工生產(chǎn)中的重要裝置之一 ， 它的任務(wù)是把原油加熱到一定溫度 ， 以保證下道工藝的順利進(jìn)行 。 主控制器 調(diào)節(jié)閥 x1 爐膛 原料油 f f4 f f2 管壁 溫度變送器 1 溫度變送器 2 副控制器 ＋ x2(t) θ2(t) θ1(t) － － ＋ 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 主控制器 調(diào)節(jié)閥 x1 爐膛 原料油 f f4 f f2 管壁 溫度變送器 1 溫度變送器 2 副控制器 ＋ x2(t) θ2(t) θ1(t) － － ＋ 2．原油流量 f1(t)、原油入口溫度 f2(t)發(fā)生擾動(dòng) —— 干擾進(jìn)入主回路 對(duì)進(jìn)入主回路的干擾，雖然副變送器不能提前測(cè)出，但副回路的閉環(huán)負(fù)反饋，使對(duì)象爐膛部分特性的時(shí)間常數(shù)大為縮短，則主控制器的控制通道被縮短，控制效果也得到改善。 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(jí)控制等效 G*c1(s) Gv(s) X1(s) Θ1(s) ＋ Go2(s) F3(s)、 F4(s) Go1(s) F1(s)、 F2(s) Gm1(s) － 真正的單回路控制 過程控制系統(tǒng)第四章 第五章 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(jí)控制等效 G*c1(s) Gv(s) X1(s) Θ1(s) ＋ Go2(s) F3(
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1