过程控制(第二版)第四章.ppt

第四章复杂控制系统;第一节串级控制;串级控制系统的结构;串级控制系统克服扰动的工作过程;二、串级控制系统的特点与分析;副回路等效传函;〔二〕大大增强了对二次扰动的克服能力;〔三〕对一次扰动有较好的克服能力;〔四〕对副回路参数变化具有自适应能力;三、串级控制系统的设计;〔二〕主、副调节器控制规律的选择;〔三〕主、副调节器正、反作用方式的选择;四、串级控制系统调节器参数的整定;1两步整定法;1两步整定法〔续〕;2逐步逼近法;2逐步逼近法〔续〕;五、串级控制系统的工业应用;2用于克服被控过程的纯滞后;3用于抑制变化剧烈而且幅值较大的扰动;4用于克服被控过程的非线性;第二节前馈控制;2前馈控制的特点;3不变性的根本概念;4前馈控制器模型;二、前馈控制系统的结构;前馈-反响复合控制系统;前馈-串级复合控制系统;三、前馈控制的选用与稳定性;生产过程中的前馈控制一般均采用前馈-反响复合控制或前馈-串级复合控制系统。复合控制系统中的参数整定要分别进行。可按前述原那么，整定好单回路反响系统或串级系统。再整定前馈控制器的参数。

前馈补偿模型较复杂，理论整定难以进行，目前广泛采用的是工程整定法。

工程整定法是在前馈模型参数对过渡过程影响的根底上，通过闭环试验来确定前馈控制器参数的。;1静态参数KM确实定;2动态参数T1、T2确实定;3.过程时滞τ的影响;五、前馈控制系统的工业应用;1冷凝器温度前馈-反响复合控制系统;第三节大滞后补偿控制;大滞后过程的补偿控制;一、常规大滞后控制方案;微分先行控制方案;2中间微分反响控制方案;3常规控制方案比较;二、大滞后过程的预估补偿控制;;史密斯预估补偿方法分析;史密斯预估补偿方法分析;史密斯预估补偿方法分析〔续〕;预估补偿改进方案;三、大滞后过程的采样控制;四、大滞后控制系统工业应用举例;加热炉系统数学模型;常规的Smith预估补偿方案;具有增益自适应预估补偿方案〔原理图〕;具有增益自适应预估补偿方案〔框图〕;第四节比值控制;一、常用的比值控制方案;单回路控制与比值控制的复合应用;一、常用的比值控制方案〔续〕;串级控制与比值控制的复合应用;??、常用的比值控制方案〔续〕;二、比值控制系统的设计与整定;二、比值控制系统的设计与整定〔续〕;三、工业应用举例;第五节分程控制;二、分程控制调节阀动作形式;三、调节阀流量特性的选择;四、分程控制工业应用例如;2用于扩大调节阀的可调范围在有些生产过程中，要求调节阀工作时其可调范围特别大，一个调节阀难以满足要求，可设计分程控制，将两个调节阀当一个使用，从而扩大其调节范围。

例如：使用的两只调节阀的最大流通能力分别为：

C1max=4，C2max=100

其可调范围为R1=R2=30

小阀的最小流通能力为C1min=C1max/R1=4/30=0.134

分程控制那么：R1=(C1max+C2max)/C1min=104/0.134=780

由此可见，分程后调节阀的可调范围为单个调节阀的26倍。;四、分程控制工业应用例如〔续〕;第六节选择性控制;二、选择性控制系统原理;三、选择性控制系统设计;三、选择性控制工业应用例如;1.概述：

工业过程是一个复杂的变化过程，往往由多个工程参数需要控制。相应地，决定和影响这些参数的原因也不是一个。因此大多数工业过程是一个相互关联的多输入多输出过程。在这样的过程中，一个输入将影响到多个输出，而一个输出也将受到多个输入的影响。

输入与输出之间、通道与通道之间复杂的因果关系成为过程变量或通道间的耦合。

多输入多输出过程的传递函数：;2解决多变量耦合过程的思想;3.实现复杂过程的解耦方法;第一种方法最简单易行，但只适用于简单过程或控制要求不高场合；第二种方法只能在存在弱耦合的情况下，才能找到合理的输入输出间的组合；第三种方法原那么上适用于一般情况，但要找到适当的补偿器并能实现，那么要复杂得多。

本章着重讨论后面两种情况。;二、相对增益;相对增益的意义;〔二〕相对增益的求法;2解析法;3间接法;四、复杂过程控制通道的选择;例4-4三种流体的混合过程;四、耦合过程调节器参数整定;参数整定的三种情况;五、解耦设计;1串联补偿设计;1串联补偿设计;2前馈补偿解耦设计;;3解耦设计举例;六、解耦控制中的一些问题;2局部解耦;3解耦系统的简化