第3章常用復(fù)雜控制系統(tǒng)

第一節(jié)串級控制系統(tǒng)一、基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析1.基本概念和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.性能分析

★能迅速克服進入副回路擾動的影響

★改善主控制器Gc2的廣義對象特性，提高工作頻率

★容許副回路內(nèi)各環(huán)節(jié)特性在一定范圍內(nèi)變動不影響整個系統(tǒng)控制品質(zhì)

★能夠更精確控制操縱變量的流量

★可實現(xiàn)更靈活的操作方式二、串級控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題1.串級控制系統(tǒng)主、副被控變量的選擇2.串級控制系統(tǒng)主、副控制器控制規(guī)律的選擇3.串級控制系統(tǒng)主、副控制器正反作用的選擇4.串級控制系統(tǒng)的積分飽和及防止積分飽和的措施5.串級控制系統(tǒng)中副環(huán)的非線性6.串級控制系統(tǒng)中控制器的參數(shù)整定和系統(tǒng)投運三、串級控制系統(tǒng)的變型1.引入中間輔助變量的串級控制系統(tǒng)2.引入閥門定位器的串級控制系統(tǒng)第二節(jié)均勻控制系統(tǒng)一、基本原理和結(jié)構(gòu)1.基本原理2.均勻控制系統(tǒng)的實施方案

★單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

★串級控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)★雙沖量均勻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

○被控變量的差作為被控變量

○被控變量的和作為被控變量3.均勻控制系統(tǒng)的特點和示例二、控制器參數(shù)整定1.控制器控制規(guī)律的選擇2.控制器參數(shù)整定3.控制系統(tǒng)分析

★控制系統(tǒng)分析

★液位被控對象近似為積分環(huán)節(jié)

★液位被控對象近似為一階慣性環(huán)節(jié)第三節(jié)比值控制系統(tǒng)一、基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析1.基本原理2.基本結(jié)構(gòu)3.性能分析二、控制方案分析1.相乘方案的實施2.相除方案的實施三、比值控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題1.主動量和從動量的選擇2.比值控制系統(tǒng)類型的選擇3.比值函數(shù)環(huán)節(jié)的選擇4.檢測變送環(huán)節(jié)的選擇5.其他問題6.比值控制系統(tǒng)的參數(shù)整定和投運四、比值控制系統(tǒng)的變型1.快速跟蹤2.無限可調(diào)比的比值控制系統(tǒng)3.均分控制系統(tǒng)公式匯總第四節(jié)前饋控制系統(tǒng)一、基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析1.基本原理2.基本結(jié)構(gòu)●單純前饋控制系統(tǒng)●前饋信號與反饋信號相乘的前饋-反饋控制系統(tǒng)●前饋信號與反饋信號相加的前饋-反饋控制系統(tǒng)3.性能分析二、前饋控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題1.擾動變量的選擇2.前饋控制規(guī)律的設(shè)計3.前饋-反饋控制系統(tǒng)中流量副回路的引入4.前饋控制通道中非線性環(huán)節(jié)的處理5.前饋控制規(guī)律的實現(xiàn)和偏置值的設(shè)置6.前饋控制系統(tǒng)的參數(shù)整定和投運7.多變量前饋控制系統(tǒng)8.比例滯后控制第五節(jié)分程控制系統(tǒng)一、基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析1.基本原理2.基本結(jié)構(gòu)和性能分析

釜式反應(yīng)器溫度分程控制系統(tǒng)分析二、分程控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題1.分程控制系統(tǒng)中控制閥的泄漏量2.分程控制工作范圍的選擇和實現(xiàn)3.分程點廣義對象特性的突變

●分程控制用于適應(yīng)不同控制要求

●分程控制用于擴大可調(diào)范圍示例一示例二示例三第六節(jié)選擇性控制系統(tǒng)一、基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析1.基本原理2.基本結(jié)構(gòu)和性能分析

●選擇器位于兩個控制器和一個執(zhí)行器之間

●選擇器位于幾個檢測變送環(huán)節(jié)與控制器之間

●利用選擇器實現(xiàn)非線性控制規(guī)律二、選擇性控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)的結(jié)合1.選擇性控制系統(tǒng)與比值控制系統(tǒng)的結(jié)合

●具有邏輯規(guī)律的比值控制系統(tǒng)

●從動量供應(yīng)不足時的比值控制系統(tǒng)2.選擇性控制系統(tǒng)與分程控制系統(tǒng)的結(jié)合3.補充燃料的選擇性控制系統(tǒng)三、選擇性控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題1.選擇器類型的選擇2.控制器的選擇3.防積分飽和選擇性控制實驗實驗結(jié)果第七節(jié)雙重控制系統(tǒng)一、基本原理、結(jié)構(gòu)和性能分析1.基本原理和結(jié)構(gòu)2.性能分析

●增加開環(huán)零點，改善控制品質(zhì)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性

●提高雙重控制系統(tǒng)的工作頻率

●動靜結(jié)合，快慢結(jié)合，急則治標，緩則治本二、雙重控制系統(tǒng)設(shè)計和工程應(yīng)用中的問題1.主、副操縱變量的選擇2.主、副控制器的選擇3.主、副控制器正反作用的選擇4.雙重控制系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)5.雙重控制系統(tǒng)的投運和參數(shù)整定第八節(jié)基于模型計算的控制系統(tǒng)一、根據(jù)模型計算測量值的控制系統(tǒng)1.質(zhì)量流量的控制2.熱量控制3.內(nèi)回流控制二、根據(jù)模型計算設(shè)定值的控制系統(tǒng)1.具有壓力補償?shù)臏囟瓤刂?.離心壓縮機的防喘振控制系統(tǒng)3.根據(jù)計算指標控制系統(tǒng)應(yīng)用時的注意事項三、非線性控制1.補償被控對象的非線性

●采用控制閥的非線性流量特性補償

●采用非線性控制規(guī)律進行補償

●采用串級控制系統(tǒng)2.位式控制3.滿足一定控制要求而引入的非線性第二章結(jié)束

謝謝！控制系統(tǒng)框圖GC2(s)GF1(s)GF2(S)GM2(s)GM1(s)GP1(s)GP2(s)GV(s)GC1(s)R1E1U2QY2Y1F1F2U1=R2E2YM1YM2串級控制系統(tǒng)的框圖主被控變量y1是要保持平穩(wěn)控制的主要被控變量。副被控變量y2是串級控制系統(tǒng)的輔助被控變量。主控制器、副控制器的傳遞函數(shù)Gc1(s)、Gc2(s)。主被控對象、副被控對象傳遞函數(shù)Gp1(s)、p2(s)。主被控變量的檢測變送環(huán)節(jié)Gm1(s)、副被控變量的檢測變送環(huán)節(jié)Gm2(s)。主被控變量的測量值ym1、副被控變量的測量值ym2。F1和F2分別是進入主、副被控對象的擾動。擾動通道傳遞函數(shù)分別為Gf1(s)和Gf2(s)。由Gc2(s)、

Gv(s)、Gp2(s)和Gm2(s)組成的控制回路稱為副回路，或副環(huán)。由Gc1(s)和副回路、Gp1(s)和Gm1(s)組成的控制回路稱為主回路，或主環(huán)。串級控制系統(tǒng)中有關(guān)的傳遞函數(shù)如下：串級控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)GC2(s)GF1(s)GF2(S)GM2(s)GM1(s)GP1(s)GP2(s)GV(s)GC1(s)R1E1U2QY2Y1F1F2U1=R2E2YM1YM2GC2(s)GF1(s)GF2(S)GM1(s)GP1(s)GP2(s)GV(s)U2QY2Y1F1F2E2YM2R2串級控制框圖提高系統(tǒng)工作效率下一頁上一頁工作效率和其他參數(shù)的關(guān)系串級控制框圖串級控制框圖示例一示例二示例三示例四示例五防積分飽和串級控制框圖引入開方器串級控制