迅速服遘人副回的扰动 以加热炉出口温度控制为例:★扰动分析 燃料:料油压力、流量、成分和熱值等 原料:原料进料量、进料温廢等(不可控) ★控制方案 原料 1TCC串级控制:用于克服絷油游侧压力干扰的影响 燃油黏度大,易堵,不常采用 TO) 2TcPc串级控制:取压点在控制阀后,用于克服压力影响 唢嘴易堵,使用时要增加报警系统 3TTC串级控制:炉内温度作为副被控变量,常用于克服 燃料影响,例如,成分、熱值等。温度点不易我准 4TC单回路控制炉温作为被控变量,滞后大,控制质量差 热料油
串级控制与单回路控制的比较分析(一) 串级控制框图 单回路控制框图 副环传递函数Y( Gc(S Gy(s Gp2(s) Gy(sGp?(s) R2(s) 1+ Gc2(s)Gy(s)Gp2(S)Gm2(s) 进副坏干扰51() P2(8) p2(S) F2(s)1+ Gc2(s)Gy(s)Gp2(s)Gm2(s) 因此●串级控制系统中进入副环的等效干扰 是单回路控制时的 串级实验 倍 1+Gc2(sGy(sGP( Gm?(S) 实验结果 K ●串级控制系统的余差是单回路控制的 C 倍 1+KcyKykp?? 这表明:●由于串级控制系统的副回路存在,使进入副环的干扰在进入主环时 已经大大减小,因此,能迅速克服进入副回路扰动的影响 ●在设计串级控制系统时,应尽量使干扰进入副回路,即 ★应使主要干扰进入副回路 关闭 ★应使尽可能多的干扰进入副回路
Gr2(s) GF1(S) +Gc1(s)→→2-Gc2(s) Gys 2(s) Gp1(s) GM2(s) GM1() GF2(S) GF1(S) +Gc2(s)→Gv(s)GP2(s) GP1(s) n1(s)
GC2(s) GF1 GF2(S) (s) GM2(s) GM1(s) GP1 GC1(s) GV(s) GP2(s) (s) R1 E1 U2 Q Y2 Y1 F2 F1 U1=R2 E2 YM1 YM2 GC2(s) GF1 GF2(S) (s) GM1(s) GP1 GV(s) GP2(s) (s) U2 Q Y2 Y1 F F1 2 E2 YM2 R2
改善主控制器的广义对象特性 50 1定性分析 如果副回路被整定成衰减振荡 副回路可近似成二阶振荡环节 50 ●低频时,幅值近似为1,相位差近似为0 10 即副回路可近似用1:1比例环节描述 2定量分析 串级控制框图101- 副回路的等效传递函数是: 20--计 y2(s) Gc2(s)Gy(s)Gn2(s) R,(s)lG c(sGy(s)Gp(s 300 频萃(弧度秒) 当Gc2(sGr(sG1 2(S)>1 有s1 提高系统工作效率 3注意事项 分隔在副回路的部分主对象应占一定分量 ●防止主、副环的共振现象出现
串级控制框图 提高系统工作效率
串级控制系统的工作频率 假设主、副对象为一阶环节,串级控制系统的其他环节均为比例环节,即: G1()=E1;G2(3)=k2;G()=K;Gn1(S)=m1;Gm2()=Km2 Gm(S) pl T,s+1 T,+1 设单回路控制系统控制器为:G()=K; 串级控制系统的特征方程为:12+(Tn+1葡)+(+K43nxn)=0 KKK 式中,副 l+k2,k2人m2 副 1+K2E,K2m2 与两阶标准形式+2$+∞=0比较,对串级控制系统,有: T, +ta T,+ 下一页 cab )〓 7/副
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