過程控制課程講義-閱讀頁
2024-10-19 16:06本頁面
【正文】 101012211211211211222112211110ccdc KKKKKKKKKKKKK??????????值，即能用出現(xiàn)了正反饋，所以只時(shí)，表明，當(dāng) ??三 .回路間動(dòng)態(tài)耦合的影響 到目前為止，我們僅討論了靜態(tài)耦合，究竟動(dòng)態(tài)耦合有什么影響？ K11 (s) K22 (s) Gc1(s) Gc2(s) + + y1 + + y2 r1 ?1 r2 ?2 K21 (s) K12 (s) )()(2121122211221122112112110,210,1111222211212211112122)(11)(1)()(1)()(11)()()()()()()()()(11)()()()(11)()()()()()()()()()(ssysssPsPsPsPsPsPsysysKsKsKsKsKsKsPsKsKsKsKssyssysKsKsysKsKsy???????????????????????????????????????????????Λ借用相對(duì)增益的概念????????????????????0 6 6 0 6 6 )()(1202)()()(122122211相對(duì)增益矩陣用一例子來討論，其中ssijijessKsKessKsKkfjs ???表 73不同頻率下 P(j?)的模和 ?11值 ? | P(j?) | ?11 0 25 分析 ： 從相對(duì)增益陣看， ?11和 ?22接近 1，無耦合，但在動(dòng)態(tài)過程，則可以看到，在頻率較高時(shí)，不僅有嚴(yán)重耦合，而且還會(huì)出現(xiàn)反向耦合。 “異?！爆F(xiàn)象時(shí)，必須考慮動(dòng)態(tài)解耦的影響， 另行解決。 73解耦控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在用常規(guī)的方法（變量匹配與調(diào)節(jié)器重新整定）均無效時(shí)， 只能采用解耦補(bǔ)償器 ，它的設(shè)計(jì)有幾種方法。 74 實(shí)現(xiàn)解耦控制的幾個(gè)問題 一 .解耦系統(tǒng)的穩(wěn)定性 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 為討論解耦系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就需要求出耦合后的相對(duì)增益，稱之為 ?11d 圖 從圖 ????????????????????????ddddccDKKDKKDKKDKDKKDKKDKKDKDD1121211121222111112121222121122111121222112121222121111212221211D101)667(((((11??????????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，簡化解耦系統(tǒng)，易于設(shè)計(jì)與調(diào)整。 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。 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 。 測驗(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)。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。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。 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)。當(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? 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。 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
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