第3章常用復(fù)雜控制系統(tǒng)

第一節(jié)串級(jí)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(jìn)入副回路擾動(dòng)的影響

★改善主控制器Gc2的廣義對(duì)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(dòng)不影響整個(gè)系統(tǒng)控制品質(zhì)

★能夠更精確控制操縱變量的流量

★可實(shí)現(xiàn)更靈活的操作方式二、串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用中的問題1.串級(jí)控制系統(tǒng)主、副被控變量的選擇2.串級(jí)控制系統(tǒng)主、副控制器控制規(guī)律的選擇3.串級(jí)控制系統(tǒng)主、副控制器正反作用的選擇4.串級(jí)控制系統(tǒng)的積分飽和及防止積分飽和的措施5.串級(jí)控制系統(tǒng)中副環(huán)的非線性6.串級(jí)控制系統(tǒng)中控制器的參數(shù)整定和系統(tǒng)投運(yùn)三、串級(jí)控制系統(tǒng)的變型1.引入中間輔助變量的串級(jí)控制系統(tǒng)2.引入閥門定位器的串級(jí)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(shí)施方案

★單回路控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

★串級(jí)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(diǎn)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(duì)象近似為積分環(huán)節(jié)

★液位被控對(duì)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(shí)施2.相除方案的實(shí)施三、比值控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用中的問題1.主動(dòng)量和從動(dòng)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(cè)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(yùn)四、比值控制系統(tǒng)的變型1.快速跟蹤2.無(wú)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(hào)與反饋信號(hào)相乘的前饋-反饋控制系統(tǒng)●前饋信號(hào)與反饋信號(hào)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(jì)和工程應(yīng)用中的問題1.擾動(dòng)變量的選擇2.前饋控制規(guī)律的設(shè)計(jì)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(shí)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(yùn)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(jì)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(shí)現(xiàn)3.分程點(diǎn)廣義對(duì)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(kuò)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(gè)控制器和一個(gè)執(zhí)行器之間

●選擇器位于幾個(gè)檢測(cè)變送環(huán)節(jié)與控制器之間

●利用選擇器實(shí)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(dòng)量供應(yīng)不足時(shí)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(bǔ)充燃料的選擇性控制系統(tǒng)三、選擇性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，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(dòng)靜結(jié)合，快慢結(jié)合，急則治標(biāo)，緩則治本二、雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yùn)和參數(shù)整定第八節(jié)基于模型計(jì)算的控制系統(tǒng)一、根據(jù)模型計(jì)算測(cè)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(jì)算設(shè)定值的控制系統(tǒng)1.具有壓力補(bǔ)償?shù)臏囟瓤刂?.離心壓縮機(jī)的防喘振控制系統(tǒng)3.根據(jù)計(jì)算指標(biāo)控制系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)三、非線性控制1.補(bǔ)償被控對(duì)象的非線性

●采用控制閥的非線性流量特性補(bǔ)償

●采用非線性控制規(guī)律進(jìn)行補(bǔ)償

●采用串級(jí)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(jí)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(jí)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(duì)象、副被控對(duì)象傳遞函數(shù)Gp1(s)、p2(s)。主被控變量的檢測(cè)變送環(huán)節(jié)Gm1(s)、副被控變量的檢測(cè)變送環(huán)節(jié)Gm2(s)。主被控變量的測(cè)量值ym1、副被控變量的測(cè)量值ym2。F1和F2分別是進(jìn)入主、副被控對(duì)象的擾動(dòng)。擾動(dòng)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(jí)控制系統(tǒng)中有關(guān)的傳遞函數(shù)如下：串級(jí)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(jí)控制框圖提高系統(tǒng)工作效率下一頁(yè)上一頁(yè)工作效率和其他參數(shù)的關(guān)系串級(jí)控制框圖串級(jí)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(jí)控制框圖引入開方器串級(jí)控制