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第八章 复杂控制系统 第一节 串级控制系统 第一节 串级控制系统 解决方法－以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统  2、串级控制系统的特点 串级控制系统的特点-2 串级控制系统的特点-3 3、串级控制系统副变量的选择及副回路的设计 3、串级控制系统副变量的选择及副回路的设计 4、主、副控制器控制规律的选择 5、主、副控制器正反作用的选择 举例：主、副控制器正反作用的选择 串级与主控的切换条件 串级与主控的切换条件－续 6、系统工程整定方法 （2）一步法 7、串级控制系统适应场合 第二节 均匀控制系统 第二节 均匀控制系统 构成均匀控制系统，液位和流量两个参数的变化应满足如下要求： 二、简单均匀控制系统 三、串级均匀控制系统 第三节 比值控制系统 比值控制系统的类型 二、单闭环比值控制系统 单闭环比值控制系统与串级控制系统比较 三、双闭环比值控制系统 变比值比值控制系统（自学） 变比值比值控制系统（自学） 第四节 前馈控制系统 前馈控制系统与反馈控制比较 前馈控制的特点 前馈控制的特点－续 二、前馈控制系统的几种结构形式 （1）单纯前馈控制（续） （2）前馈—反馈控制 三、前馈控制系统的应用场合 第五节 选择性控制系统（自学） 第六节 分程控制系统（自学） 分程控制系统示例 第七节 多冲量控制系统 1.单冲量液位控制系统 2.双冲量液位控制系统 3.三冲量液位控制系统 小结 （1）按干扰作用的大小进行控制——提前，控制及时。 前馈与反馈的控制比较。 （2）前馈控制属于开环控制。 系统方块图。 开环控制，控制效果不能通过反馈验证，因此对控制器设计的要求比较严格 （3）是一种根据对象特性设计的“专用”控制器。 不象反馈控制通用PID算法，前馈控制算法依对象不同而不同。 前馈控制器设计依据“扰动补偿理论” 。 （1）单纯前馈控制 静态前馈 动态前馈 ：动态补偿环节 吸收前馈与反馈控制的优点，即前馈控制作用及时的优点及反馈控制能克服多个扰动和具有对被控参数进行反馈检测的长处。 实例 系统中存在着可测但不可控的变化幅度大，且频繁的 干扰，这些干扰对被控参数影响显著，反馈控制达不 到质量要求时。 当控制系统的控制通道滞后时间较长，由于反馈控制 不及时影响控制质量时，可采用前馈或前馈－反馈控制系统 。 主要干扰是可测不可控的干扰。 两种系统保护措施 硬保护：极限情况下，声光报警，转入人工控制或停车； 软保护：极限情况下，转入另一种控制模式，进行自动处理——选择性控制系统。 根据处理方法不同，选择性控制系统可以分为三类； 开关型选择性控制系统：由限位信号切断控制器输出； 连续型选择性控制系统：由限位信号切换为另一个控制器输出给执行器； 混合型选择性控制系统：采用两个限制信号，同时进行上述两种控制。 分程控制系统：由一个控制器同时控制两个执行机构并使之次第执行的控制系统。 使用范围： 扩大调节范围，提高调节精度； 可用于两种不同的介质，以满足工艺要求； 用作生产安全的防护措施。 LT LC 多冲量控制系统指在控制系统中，有多个变量信号，经过一定的运算后，共同控制一台执行器，以使某个被控的工艺变量有较高的控制质量。 多冲量控制系统在锅炉给水系统控制中应用比较广泛。主要用来自动控制锅炉的给水量，使其适应蒸发量的变化，维持汽包水位在允许的范围内。 图-- 单冲量控制系统 原理 根据汽包液位的信号来控制给水量。 优点 结构简单、使用仪表少。 缺点 不能适应蒸汽负荷的剧烈变化。 易根据“假液位”引起控制系统的误动作。 * 单回路控制系统（简单控制系统）：在一般情况下能够满足生产控制要求。 特殊情况：系统干扰因素多、干扰剧烈，以及工艺特殊要求—复杂控制系统 复杂控制系统主要有： 串级控制系统 比值控制系统 均匀控制系统 前馈控制系统 选择控制系统 分程控制系统 多冲量控制系统等 例： 管式加热炉出口温度的单回路控制系统 出口温度 原料 燃料 TC 控制好温度 可延长炉子寿命，防止炉管烧坏； 可保证后面精馏分离的质量。 例： 管式加热炉出口温度的单回路控制系统 出口温度 原料 燃料 TC 存在的问题？ 在实际生产过程中，特别是当加热炉的燃料压力或燃料本身的热值有较大波动时，该简单控制系统的控制质量往往很差，原料油的出口温度波动较大，难以满足生产上的要求。 出口温度 原料 燃料 T1C T2C 炉膛温度 分析工作过程。 主控制器 副控制器 控制阀 副对象 主对象 主测量变送 副测