过程校制原狸与寇用我术 中周她质大学（武议）安剑奇 7.1.2串级控制系统特点与分析 7o2 比较T2和T2(S)=1+KKKK √由 (1+K2K,Ko2Km2)>1 推出： T2<T2 结论：由于副回路的存在，改善了控制通道的动态特性，使等效 过程的时间常数缩小了(I+K2K,K2K2)倍 24
过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 比较 和 由 推出： 7.1.2 串级控制系统特点与分析 结论：由于副回路的存在，改善了控制通道的动态特性，使等效 过程的时间常数缩小了 倍 c2 v 02 m2 (1+ K KK K ) 1 >> ' T T 02 02 << c2 v 02 m2 (1+ K KK K ) 24 T02 ' 02 02 c2 v 02 m2 ( ) 1 T T s K KK K = +
过程校制原狸与寇用我术 中周她质大学（武议）安剑奇 7.1.2串级控制系统特点与分析 >串级系统的工作频率 ▣串级系统的特征方程式为： 1+Ge1(s)G02(s)Go1(s)Gm1(s)=0 假设主回路各环节的传递函数为： 0回=2点479=0.-太 口带入上式，可得： Ta+TKakpaKKm=0 52+ TplTp2 25
过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 7.1.2 串级控制系统特点与分析 串级系统的工作频率 串级系统的特征方程式为： 假设主回路各环节的传递函数为： 带入上式，可得： 1 02 01 1 1 () () () () 0 G sG sG sG s c m + = ′ 01 01 1 1 1 1 01 () , () , () 1 c cm m K Gs Gs KG s K T s = = = + 2 1 2 1211 1 2 1 2 1 0 p p cp pm p p p p T T KK KK s s TT TT + + ′ ′ ++ = ′ ′ 25
过程校制原狸与寇用我术月 中周她质大学（武议）安剑奇 7.1.2串级控制系统特点与分析 >化为标准式为： s2+2503+020=0 >从自动控制原理可知，当0<<1时，系统的工作频率为： =0,V5=h-57+ 25 To1 702 >同理，可求得单回路控制系统的工作频率为： 0=0,'V-5=1-”,+☑2 25'T1T2 26
过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 7.1.2 串级控制系统特点与分析 2 2 0 0 s s + += 2 0 ξω ω 从自动控制原理可知，当 0< ξ <1 时，系统的工作频率为： 同理，可求得单回路控制系统的工作频率为： 2 2 01 02 0 01 02 1 1 2 T T T T ξ ωω ξ ξ − + ′ = −= ′ 串 2 2 01 02 0 01 02 1 1 2 T T T T ξ ωω ξ ξ − ′ + ′ = −= ′ ′ 单 26 化为标准式为：
过程校制原狸与寇用我术月 中周她质大常（武议）安剑奇 7.1.2串级控制系统特点与分析 如果通过控制器的参数整定，使串级控制系统与单回路控制系统具有 相同的衰减率，即5=？，则： 1+ 0串 70 >1 T 0单 1+ >所以： 0串 >>( 单 结论：当主副被控过程均为一节惯性环节，主副控制器均为比例控 制时，副回路改善了被控过程的动态特性，提高了系统工作频率 27
过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 7.1.2 串级控制系统特点与分析 如果通过控制器的参数整定，使串级控制系统与单回路控制系统具有 相同的衰减率，即ξ = ξ′，则： 所以： 01 02 01 02 1 1 1 T T T T ω ω + ′ = >> + 串 单 ω ω >> 串 单 27 结论：当主副被控过程均为一节惯性环节，主副控制器均为比例控 制时，副回路改善了被控过程的动态特性，提高了系统工作频率
过程校制原狸与寇用技术？ 中周她质大学（武议）安剑奇 7.1.2串级控制系统特点与分析 >串级控制系统的优势3：对负荷和操作条件的变化适应性强 对非线性过程，如果负荷变化过大，偏离该工作点较远，若采用单 回路控制系统，控制质量就会下降 ▣但在串级控制系统中 K2= K2KYK02 1+KKK2Km2 一般情况下：Kc2K,K2Km2>1 口因此当副被控过程或调节阀的放大系数K2或K,随负荷变化时， 对K2影响不大 ▣由于副回路是一个随动系统，当负荷或者操作变化时，主控制器将 改变其输出，使系统适应上述变化 28
过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 对非线性过程，如果负荷变化过大，偏离该工作点较远，若采用单 回路控制系统，控制质量就会下降 但在串级控制系统中 一般情况下： 因此当副被控过程或调节阀的放大系数 或 随负荷变化时， 对 影响不大 由于副回路是一个随动系统，当负荷或者操作变化时，主控制器将 改变其输出，使系统适应上述变化 7.1.2 串级控制系统特点与分析 串级控制系统的优势3: 对负荷和操作条件的变化适应性强 ' c2 v 02 02 c2 v 02 m2 1 K KK K K KK K = + K02 2 02 2 1 K KK K cv m >> K02 ′ K v 28