廢液中和控制系統(tǒng)設計-資料下載頁
2025-06-06 07:25本頁面
【正文】 第 12 頁 果。實踐證明，對于無自衡特 性的過程，按此法確定的調(diào)節(jié)器參數(shù)在實際運行中往往會使系統(tǒng)響應的衰減率偏大（ ? ）。而對于有自衡特性的高階等容過程，按此法確定的調(diào)節(jié)器參數(shù)在實際運行中大多會使系統(tǒng)衰減偏小（ ? ）。因此，用此確定調(diào)節(jié)器參數(shù)還需要在實際中作一些在線修改。 5 廢液中和分程控制系統(tǒng)的改善 上面的廢液中和分程控制是一個單回路反饋的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的反饋通道滯后時間較長，反饋不及時，不能及時控制廢液中的 PH 值，為此，需要對以上的單回 路反饋系統(tǒng)進行改善。廢液流入液體槽的 PH 值是一定的，由此可聯(lián)想到采用前饋 反饋復合控制。如圖 10 所示廢液中和控制采用前饋 反饋復合控制的流程圖。 圖 10 廢液中和控制采用前饋 反饋復合控制的流程圖 在前面的所設計的廢液中和控制系統(tǒng)中，由于廢液輸入的流量是一定的，系統(tǒng)控制中所引入的干擾 F(s)就是流入廢液的 pH 值，為了使調(diào)節(jié)器能及時調(diào)節(jié)因干擾引起的擾動，采用前饋的方式，將干擾信號直接變送給調(diào)節(jié)器，起到實時控制的目的。當然，要實現(xiàn)前饋控制必須滿足一定的條件： ⑴ 干擾信號是可測、便課程設計說明書 第 13 頁 于變送； ⑵ 過程控制通道的時間 常數(shù)大于干擾通道的時間常數(shù)、反饋控制不及時而影響控制質(zhì)量。 以上系統(tǒng)可簡化成，如圖 11 前饋 反饋復合控制 系統(tǒng)框圖 。 G o ( s )G o ( s )G B ( s )G B ( s )G F ( s )G F ( s )G c ( s )X ( s )Y ( s )F ( s ) 圖 11 前饋 反饋復合控制系統(tǒng)框圖 在給定輸入 X(s)與干擾輸入 F(s)對系統(tǒng)輸出 Y(s)的共同影響為 式子 )()()(1 )()()()()()(1 )()(）（ sFsGsG sGsGsGsxsGsG sGsGsY oc OBFoc Oc ? ???? （ 31） 如 果要實現(xiàn)對干擾 F(s)的完全補償，則上式的第二項應為零，即 0)()()( ?? sGsGsG oBF 或 )(/)()( sGsGsG oFB ?? （ 32） 可見，前饋 反饋復合控制系統(tǒng)對于干擾 F(s)實現(xiàn)完全補償?shù)臈l件與開環(huán)前饋控制的相同。所不同的是干擾對輸出的影響卻只有開環(huán)前饋控制的)()(1/1 sGsG oc? 。這充分說明，經(jīng)過前饋補償后干擾對輸出的影響已經(jīng)大大減弱，再經(jīng)過反饋控制則又進一不縮小了 )()(1 sGsGoc?倍，這就充分體現(xiàn)了前饋 反饋復合控制的優(yōu)越性。 此外，由式（ 31）可得復合控制系統(tǒng)的特征方程式為 0)()(1 ?? sGsG oc (33) 由式（ 33）可知，符合控制系統(tǒng)的特征方程式只與 Gc(s)、 Go(s)有關，而與 GB(s)無關。這就表明加不加前饋補償器與系統(tǒng)的穩(wěn)定性無關，系統(tǒng)的穩(wěn)定性完全由反饋控制回路決定。課程設計說明書 第 14 頁 總 結(jié) 從工業(yè)廢液的處理 的角度來看，遠不止這么簡單。本設計 僅僅是從 理論 的角度出發(fā)，從 課本上所學 的 控制 方案下手，簡化了具體的設計。在本次設計中，為了分別控制酸液和堿液的流入， 采用了分程控制的方法，在分程控制 過程 中 用 閥門定位器 使調(diào)節(jié)器能控制多個閥門 。通過對測量元件、變送器、調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器的選擇，來設計中和過程的分程控制 系統(tǒng)。由于該中和分程控制系統(tǒng)只相當于一個單回路反饋的控制系統(tǒng)，并 且系統(tǒng)控制通道的時間常數(shù)較大及容量滯后也較大，系統(tǒng)的反饋不能及時將反饋信號送給調(diào)節(jié)器，導致調(diào)節(jié)不及時，影響控制質(zhì)量。為此， 本次設計 采用前饋 反饋復合控制系統(tǒng)，利用前饋反應的優(yōu)越性來彌補以上不足。而且前饋控制的引入，并沒有影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，反而增大了系統(tǒng)的抗干擾能力。課程設計說明書 第 15 頁 致 謝 這次課程設計的收獲很大， 使我 有機會把在 課堂 上學到的 理論知識運 用到實際生 活中，通過對知識的綜合利用分析，加入個人的分析和比較，加深了我 對理論知識的理解和運用。最后非常感謝學院領導以及老師能夠給予我們這樣鍛煉自己的學習機會。課程設計說明書 第 16 頁 參考文獻 [1] 徐湘元 .過程控制技術及應用 [M].北京：清華大學出版社， ． [2] 郭陽寬，王正林 .過程控制工程及仿真 [M].北京： 電子工業(yè)出版社，． [3] 俞金壽，顧幸生 .過程控制工程 [M].北京： 高等教育出版社， ． [4] 黃德先等 .過程控制系統(tǒng) [M].北京 ：清華大學出版社， ． [5] 薛定宇 .反饋控制系統(tǒng)設計與分析 [M].北京：清華大學出版社， ． [6] 張靜等 .MATLAB 在控制系統(tǒng)中的應用 [M].北京： 電子工業(yè)出版社 ，． [7] 劉勤賢 .自動控制原理 [M].杭州 ： 浙江大學出版社 ， . [8] 譚超，王超，吳同等 .廢液中和處理系統(tǒng) pH 控制仿真 [J].計算機與應用化學 ， 2021（ 4）： 395398．
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