【正文】 ????如果如果；則或只要））））來，可求出與過程靜態(tài)方程聯(lián)立起設(shè)一個(gè)偏離因子 ? ? ?)2()1(1)1(1))(1())(1(1121111222121111212????????????????????dKKDKKD表 74使相對(duì)增益趨于無窮大的解耦器誤差 相對(duì)增益 ?11 誤差 ???100 相對(duì)增益 ?11 誤差 ???100 5 2 2 4 1 8 16 二 .部分解耦 ? 采用部分解耦，切斷第三反饋回路，消除系統(tǒng)不穩(wěn)定隱患（如 ?111， ?120） ? 采用部分解耦，簡(jiǎn)化解耦系統(tǒng)，易于設(shè)計(jì)與調(diào)整。當(dāng)一些被控量要求不高或回路的頻率相差甚遠(yuǎn)。 首先要選擇舍棄哪些解耦器，原則： （ 1）被控量的重要性 （ 2）回路響應(yīng)速度，速度快的不需解耦 例 1. K11 g11 K22 g22 D21 D12 + + y1 + + y2 C1 ?1 C2 ?2 控制系統(tǒng) 過程 K21 g21 K12 g12 ?c1 ?c2 分析： ?111，則采用 D12，舍棄 D21 ? 割斷反饋回路 ?如 y1重要，則采用 D12，保證 y1 例 2.（例 ） QC DT Q2 AC AT Q1 Q A 設(shè) y1 =A， y2 =Q 分析： y2 =Q對(duì) ?1 ， ?2響應(yīng)很快，且受 AC調(diào)節(jié)器的影響很少，所以勿需解耦 y1=A對(duì) ?1 ， ?2響應(yīng)慢，而且重要，需要解耦，解耦方案十分特別 QC DT Q2 AC AT Q1 Q A ? ?2 ?A ?1= ?2 ?A 分析：（ 1） ?1 = ?2 ?A， ?A= ?1/ ?2 ，即成分調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)兩種流量的比值 （ 2）當(dāng)成分及流量設(shè)定值不變時(shí)， ?2的擾動(dòng)， QC消除， ?1的擾動(dòng)將經(jīng) AC調(diào)回原來比值 （ 3）當(dāng)設(shè)定值改變， AC會(huì)調(diào)整 ?1/ ?2 ，消除偏差。 三 .解耦系統(tǒng)的簡(jiǎn)化 實(shí)質(zhì)是一種近似的動(dòng)態(tài)解耦系統(tǒng) 求出對(duì)象傳遞函數(shù)為高階，用低階近似，如 )())((???? sss使得補(bǔ)償器為一階微分環(huán)節(jié)，且易于實(shí)現(xiàn) 解耦實(shí)驗(yàn) 例 7－ 6（ p167） 設(shè) 2?2系統(tǒng)對(duì)象傳遞函數(shù)為 1)1(1)()()()(212211322211211????????KKKssgsgsgsg改變 K12之值，使相對(duì)增益 ?11分別為 ， 2和－ 1，調(diào)節(jié)器采用比例積分規(guī)律。 實(shí)驗(yàn)步驟： ： ?0=%，TI0= K12分別為 1， ， 2 使 ?11分別為 ， ， 1 72（ p168）參數(shù)分別作 y1設(shè)定值擾動(dòng)下的響應(yīng)曲線，其結(jié)果應(yīng)與圖 。 實(shí)驗(yàn)要求： （ 1）了解 ?11不同值時(shí)回路耦合帶來的影響 （ 2）了解在 2?2耦合系統(tǒng)中如何重新估算調(diào)節(jié)器整定參數(shù)，達(dá)到解耦的目的。 測(cè)驗(yàn) ?解耦系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常有幾種方法，特點(diǎn)如何？ ?為什么要考慮動(dòng)態(tài)解耦？ 其它幾種常見控制系統(tǒng) ?均勻控制 ?分程控制 ?選擇控制 均勻控制 ?問題的提出 – 前后串聯(lián)的設(shè)備 FCLC1 2H 和 QH 和 QH 和 QHQHQHQ( a )( b )( c )均勻控制 ?系統(tǒng)特點(diǎn) – 相互矛盾的兩個(gè)被控參數(shù)在控制過程中是變化的 – 這種變化應(yīng)是限定在一定范圍內(nèi)的 – 而且這種變化應(yīng)是緩慢的 ?均勻控制的幾種形式 – 簡(jiǎn)單均勻方案 ?單回路方案 ?雙沖量方案 – 串級(jí)均勻方案 均勻控制 LC FCLTFT?LT LC(a) (b)(c)分程控制 ?問題的提出 – 不同工況需要不同的控制手段 – 擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍 ?分程控制的特點(diǎn) – 一個(gè)控制器的輸出同時(shí)送往兩個(gè)或更多的執(zhí)行器，而各個(gè)執(zhí)行器的工作范圍不同，這樣的系統(tǒng)叫做分程控制系統(tǒng)。 分程控制 ?釜式間歇反應(yīng)器溫度控制。反應(yīng)一開始需要加熱升溫，而到反應(yīng)趨于劇烈時(shí)，反應(yīng)放熱，又需要冷卻降溫。 TC蒸汽冷水分程控制 ?熱交換器的漫度控制。為了滿足被加熱物料出口漫度的工藝要求，采用熱水、蒸氣對(duì)其進(jìn)行加熱。當(dāng)負(fù)荷增加用熱水不能滿足出口漫度要求時(shí)，則再使用蒸氣加熱。 TC蒸汽熱水冷凝水冷物料熱物料分程控制 ? 氮封分程控制系統(tǒng)。保持貯罐內(nèi)的氮?dú)鈮毫ξ⒊收龎骸．?dāng)貯罐內(nèi)的原料或產(chǎn)品增加時(shí)，將引起罐頂壓力升高，此時(shí)應(yīng)將罐內(nèi)氮?dú)膺m量排空，并停止充氮?dú)狻７粗?，?dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)原料或產(chǎn)品減少時(shí)，為保證罐內(nèi)氮?dú)獬饰⒄龎旱墓に囈?，?yīng)及時(shí)向儲(chǔ)罐充氮?dú)狻? PC氮?dú)馀趴辗殖炭刂? ?擴(kuò)大閥門可調(diào)范圍 – 有些情況下要求控制閥的可調(diào)范圍很寬。 – 如果僅采用大口徑的控制閥，當(dāng)控制閥工作在小開度時(shí)，閥門壓差很大，會(huì)使閥門劇烈振動(dòng)，嚴(yán)重地影響閥的壽命和控制系統(tǒng)的穩(wěn)定 – 若將控制閥換小，其可調(diào)范圍又滿足不了生產(chǎn)需要，致使系統(tǒng)不能正常正作。 閥開度％M Pa0 . 0 201000 . 0 6 0 . 1控制器輸出(a)A B閥開度％M Pa0 . 0 201000 . 0 6 0 . 1控制器輸出(b)A B閥開度％M Pa0 . 0 201000 . 0 6 0 . 1控制器輸出(c)A B閥開度％M Pa0 . 0 201000 . 0 6 0 . 1控制器輸出(d)A B(a) 、 (b) 控制閥同向動(dòng)作示意圖(c) 、 (d) 控制閥異向動(dòng)作示意圖選擇性控制 ?問題的提出 – 對(duì)于控制系統(tǒng)往往希望其在故障狀態(tài)下也能確保生產(chǎn)安全。 – 設(shè)置報(bào)警器，當(dāng)被控量超過極限時(shí)發(fā)出警號(hào)，改由人工操作 – 采用信號(hào)聯(lián)鎖裝置，當(dāng)生產(chǎn)中工藝參數(shù)達(dá)到安全極限時(shí)，通過聯(lián)鎖系統(tǒng)而使整個(gè)工藝裝置或某些設(shè)備停車，待操作人員排除故障后再重新開車 ?選擇性控制系統(tǒng)，或稱自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)、取代控制系統(tǒng)、超弛控制系統(tǒng) 選擇性控制系統(tǒng) ?系統(tǒng)類型 – 對(duì)被控 量的選擇性控制系統(tǒng) – 對(duì)操縱量的選擇性控制系統(tǒng) TCTr液氨氣氨TCTr液氨氣氨HCHrLS(a) 一般控制系統(tǒng) (b) 選擇性控制系統(tǒng)TrGc T( s )LS Gv( s ) GH( s ) GT( s )Gm H( s )TGm T( s )Hr m a xGc H( s )選擇性控制系統(tǒng) 燃料 BTCQAC 液氨Tr冷物料選擇計(jì)算QBC熱物料R ( s )控制器選擇裝置Y ( s )控制器 I控制器 II對(duì)象 I對(duì)象 II檢測(cè)元件、變送器＋＋＋選擇性控制系統(tǒng) TCQBC物料 ALS? XIIXIIIXIQA m axQB m axQArQBr+QBCQA m axQB m ax1+QA m axuQA m ax1+QB m ax物料 B參考書目 ?[1] 莫彬 ， 過程控制工程 ， 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ， 1991 ?[2] 涂植英 ， 朱麟章 ， 過程控制系統(tǒng) ， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1988 ?[3] 沈平 ， 過程控制理論基礎(chǔ) ， 杭州：浙江大學(xué)出版社 ， 1991 ?[4] 金以慧 ， 過程控制 ， 北京：清華大學(xué)出版社 ， 1992 測(cè)驗(yàn) ?前饋控制系統(tǒng)與一般的控制系統(tǒng)的區(qū)別，靜態(tài)前饋利用了什么原理，動(dòng)態(tài)前饋利用了什么原理，常用的動(dòng)態(tài)前饋是什么樣的環(huán)節(jié)？ ?如何描述耦合系統(tǒng)的耦合程度？如何獲得定量描述？定量的含義如何？