7过控第七章复杂控制.ppt

主动量控制回路能克服主动量干扰，实现对主动量的定值控制； 从动量控制回路抑制作用于从动量回路中的干扰，使主、从动量均比较稳定，能保持在一定的比值，使总物料量也保持平稳。 缺点：使用的仪表较多；若主副回路工作频率相近时，容易产生共振 控制器的输出信号被划分成2段或多段，一个控制器同时控制两个或多个分程动作的控制阀，每一控制阀均能根据工艺要求，在控制器输出的某段信号范围内动作。 分程控制中阀的开关形式 7.3 大滞后控制系统---原理 1）检测信号提供不及时而产生的纯滞后，会导致控制器不能及时产生控制作用，影响控制质量。 2）控制量的介质传输而产生的纯滞后，会导致执行器的调节作用不能及时作用，影响调节效果。 3）纯滞后会引起开环相频特性的相角滞后随频率的增大而增大，其开环频率特性包围（-1,j0）点的可能性增大，导致闭环系统的稳定裕度下降，超调量增大，过渡过程时间增加，稳定性降低。为保证系统的稳定裕度不变，就要减小控制器的放大系数，从而造成控制质量的下降。 7.3大滞后控制系统---史密斯预估控制 根据过程特性预先估计出被控过程的动态模型，然后设计一个预估器对其进行补偿，力图使被滞后的被控量超前反映到控制器的输入端，使控制器提前动作，减小超调量、加速调节过程。 7.3大滞后控制系统---史密斯预估控制 没有预估补偿器的单回路控制系统 有预估补偿器的单回路控制系统 闭环特征方程式中含有的滞后项，会对系统的稳定性产生不利影响。 7.3大滞后控制系统---史密斯预估控制 消除了纯滞后对系统控制品质的不利影响。 7.3大滞后控制系统-改进型史密斯预估控制 史密斯预估器的设计需要知道被控过程的精确数学模型。 如果被控过程的特性不能精确得到，就很难得到预期的控制效果。 目的----两种物料保持比值关系。 q1主物料， q2从物料。 工业过程中，经常需要控制两种或两种以上的物料保持一定的比例关系. 如：造纸过程中，纸浆和水要成一定的比例关系 石化重油气化，重油和氧气量要成一定的比例关系 锅炉燃烧，煤气和空气成一定的比例关系，等等 7.4 比值控制系统 主物料/主流量： 处于比值控制中的主导地位 q1 从物料/从流量： 按主物料进行配比 q2 ? 比值控制系统：要求副流量q2与主流量q1成一定的比值关系，K为流量比值 7.4 比值控制系统---概念 开环比值控制系统 当主动量发生变化时，通过控制调节阀来调节从动量，从而使两种物料的流量在稳定工况下满足比例要求。 主动量或从动量均没有流量自控作用。 适用于从物料比较稳定，且比值控制精度要求不高的场合。 7.4 比值控制系统---分类 单闭环比值控制系统 具有一个闭合的副流量控制回路。 从动量是闭环随动系统，主动量是开环的，结构简单；能确保二者比值不变。 由于主动量不受控制，因而不能保证总流量固定，这对于负荷变化较大且直接参与化学反应的过程是不适宜的。 7.4 比值控制系统---分类 双闭环比值控制系统 7.4 比值控制系统---分类 变比值控制系统 按工艺指标自行修正比值系数的比值控制系统。 7.4 比值控制系统---分类 7.4 比值控制系统---设计 2）控制方案的确定 单闭环比值控制: 适用于主动量不可控，或者主动量可控但变化不大的情况;从动回路控制器要求具有稳定从动量的作用，因此选用PI控制。 双闭环比值控制: 适用于主动量可测可控但变化较大的情况，其中的主、从动回路控制器要起到稳定各自物料流量的作用，因此均选用PI控制。 变比值控制: 适用于比值需要由另一个控制器来调节的情况，其控制器设计按照串级控制系统中的选取原则。 1）主动量和从动量的选取 主动量：一般选用在生产过程中起主导作用、可测但不可控、影响到生产安 全且较昂贵的过程变量； 从动量：既可测又可控，并需要保持一定比值的过程变量。 7.4 比值控制系统---实施 采用相乘式时，比值运算器FY为乘法器，将主动量检测值与给定比值的乘积作为从动量控制器的给定值。 采用相除式，比值运算器为除法器，将主动量检测值与从动量检测值实际比值作为从动量控制器实测反馈值，从动量控制器根据给定比值来控制调节阀。 7.4 比值控制系统---整定 双闭环比值控制的主动量回路---按单回路控制系统整定。变比值控制的主控制器------按串级控制系统的整定方法。 从动量回路的整定: 从动量回路本质上是随动控制系统，要求从动量快速、准确地跟随主动量变化，而且不宜有超调，所以需要将参数整定在振荡与不振荡的临界状态。 7.4