第12章复杂控制系统 串级控制系统 均匀控制系统 口比值控制系统 分程控制系统 前馈控制系统 多冲量控制系统
第12章 复杂控制系统 ❑ 串级控制系统 ❑ 均匀控制系统 ❑ 比值控制系统 ❑ 分程控制系统 ❑ 前馈控制系统 ❑ 多冲量控制系统
第一节串级控制系统 单回路控制的局限性 目标:控制塔笠温度稳定 进料 方案1 蒸汽 优点:将所有对温度的干扰都概括在控 制回路内。 塔底采出 缺点:当蒸汽压力浪动较大时,由于温 方案1:控制塔釜温度恒定 度对象滞后较大,控制质量不理想。 进料 方案2 蒸汽 优点:能及时克服蒸汽压力的千扰对温 度的影响 塔底采出 缺点:不能克服进料流量、物料温度等 方案2:控制蒸汽流量恒定 其他因素对温度的影响
第一节 串级控制系统 FC 进料 塔底采出 1 2 蒸汽 方案2：控制蒸汽流量恒定 TC 进料 塔底采出 1 2 蒸汽 方案1：控制塔釜温度恒定 单回路控制的局限性 目标：控制塔釜温度稳定 方案1 优点：将所有对温度的干扰都概括在控 制回路内。 缺点：当蒸汽压力波动较大时，由于温 度对象滞后较大，控制质量不理想。 方案2 优点：能及时克服蒸汽压力的干扰对温 度的影响 缺点：不能克服进料流量、物料温度等 其他因素对温度的影响
进料 希望在塔釜温度不变时燕汽流量能保 蒸汽持设定值,而当塔釜温度在外来干扰 的作用下偏离给定值时,又要求蒸汽 流量能作相应的变化,使塔釜温度保 持在设定值上 底采出 TC 进料 蒸汽 塔底采出 方案3:串级控制系统
蒸汽 TC 进料 塔底采出 1 2 FC 方案3：串级控制系统 TC FC 进料 塔底采出 1 2 蒸汽 希望在塔釜温度不变时蒸汽流量能保 持设定值，而当塔釜温度在外来干扰 的作用下偏离给定值时，又要求蒸汽 流量能作相应的变化，使塔釜温度保 持在设定值上
串级控制系统方块图 干扰 干扰f 设定值 F 温度T 常用的名词 “侧器C1+·2侧器1(2“执行器」→源量对象度对象 主变量 匚测量、变送2 副变量 测量、变送 主对象 副对象 精馏塔控制系统方块图 副干扰主干扰 主控制器 设定值 副变量 主控 副控 副控制器 制器 制器 执行器 副对象主对象变量 副回路 主回路 匚副测量、变送 副回路 主回路 主测量、变送 串级控制系统方块图
流量控 制器TC2 执行器 流量对象 设定值 温度T 干扰f1 精馏塔控制系统方块图 温度对象 温度控 制器TC1 － + － + 干扰f2 测量、变送y1 测量、变送y2 F 副控 制器 执行器 副对象 设定值 主变量 主干扰 串级控制系统方块图 主对象 主控 制器 ＋ － ＋ + － + 副干扰 主测量、变送 副测量、变送 副变量 副回路 主回路 － － 常用的名词 主变量 副变量 主对象 副对象 主控制器 副控制器 主回路 副回路 串级控制系统方块图
串级控制系统的工作过程 ·干扰作用于副对象 由于副回路控制通道短,时间常数小,所以当干扰进入副回路时, 可以获得比单回路控制系统超前的控制作用,有效地克服蒸汽压力变 化对塔釜温度的影响 干扰作用于主对象 由于副回路的存在,可以及时改变副变量的数值,以达到稳定主变量 的目的。 在串级控制系统中,由于引入一个闭合的副回路,不仅能迅速克服作 用于副回路的干扰,而且对作用于主对象上的干扰也能加速克服。副 回路具有先调、粗调、快调的特点;主回路具有后调、细调、慢调的 特点,并对于副回路没有完全克服掉的干扰影响能彻底加以克服。因 此,在串级控制系统中,由于主、副回路相互配合、相互补充,充分 发挥了控制作用,大大提高了控制质量
串级控制系统的工作过程 在串级控制系统中，由于引入一个闭合的副回路，不仅能迅速克服作 用于副回路的干扰，而且对作用于主对象上的干扰也能加速克服。副 回路具有先调、粗调、快调的特点；主回路具有后调、细调、慢调的 特点，并对于副回路没有完全克服掉的干扰影响能彻底加以克服。因 此，在串级控制系统中，由于主、副回路相互配合、相互补充，充分 发挥了控制作用，大大提高了控制质量。 • 干扰作用于副对象 由于副回路控制通道短，时间常数小，所以当干扰进入副回路时， 可以获得比单回路控制系统超前的控制作用，有效地克服蒸汽压力变 化对塔釜温度的影响 • 干扰作用于主对象 由于副回路的存在，可以及时改变副变量的数值，以达到稳定主变量 的目的