第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)的設(shè)計ppt課件.ppt

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1、□6.1串級控制系統(tǒng)的工程設(shè)計第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)—提高控制品質(zhì)□6.2前饋控制系統(tǒng)的工程設(shè)計□6.3大滯后補償控制系統(tǒng)的特性及應(yīng)用6.4其它控制系統(tǒng)■6-4-1比值控制■6-4-2分程與選擇性控制■6-4-3多變量解耦控制■6-4-4預(yù)估控制■6-4-5模糊控制串級控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)大滯后控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)選擇控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)多變量控制系統(tǒng)7種主要控制系統(tǒng)第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)6.1串級控制系統(tǒng)的工程設(shè)計FC進(jìn)料塔底采出12蒸汽方案2：控制蒸汽流量恒定TC進(jìn)料塔底采出12蒸

2、汽方案1：控制塔釜溫度恒定1串級系統(tǒng)的提出-單回路控制的局限性目標(biāo)：控制塔釜溫度穩(wěn)定方案1優(yōu)點：將所有對溫度的干擾都概括在控制回路內(nèi)。缺點：當(dāng)蒸汽壓力波動較大時，由于溫度對象滯后較大，控制質(zhì)量不理想。方案2優(yōu)點：能及時克服蒸汽壓力的干擾對溫度的影響缺點：不能克服進(jìn)料流量、物料溫度等其他因素對溫度的影響。第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)蒸汽TC進(jìn)料塔底采出12FC方案3：串級控制系統(tǒng)FCTC進(jìn)料塔底采出12蒸汽希望在塔釜溫度不變時蒸汽流量能保持設(shè)定值，而當(dāng)塔釜溫度在外來干擾的作用下偏離給定值時，又要求蒸汽流量能

3、作相應(yīng)的變化，使塔釜溫度保持在設(shè)定值上。O第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)串級控制系統(tǒng)：采用兩個控制器串聯(lián)工作，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定值，由副控制器的輸出去操縱控制閥，從而對住被控變量具有更好的控制效果。流量控制器TC2執(zhí)行器流量對象溫度T設(shè)定值干擾f1精餾塔控制系統(tǒng)方塊圖溫度對象溫度控制器TC1－+－+干擾f2測量、變送y1測量、變送y2F副控制器執(zhí)行器副對象主變量設(shè)定值主干擾串級控制系統(tǒng)方塊圖主對象主控制器＋－+＋－+副干擾主測量、變送副測量、變送副變量副回路主回路－－常用名詞主變量副變量主對象

4、副對象主控制器副控制器主回路副回路2串級控制系統(tǒng)方塊圖第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)3串級控制系統(tǒng)的工作過程在串級控制系統(tǒng)中，由于引入一個閉合的副回路，不僅能迅速克服作用于副回路的干擾，而且對作用于主對象上的干擾也能加速克服。副回路具有先調(diào)、粗調(diào)、快調(diào)的特點；主回路具有后調(diào)、細(xì)調(diào)、慢調(diào)的特點，并對于副回路沒有完全克服掉的干擾影響能徹底加以克服。因此，在串級控制系統(tǒng)中，由于主、副回路相互配合、相互補充，充分發(fā)揮了控制作用，大大提高了控制質(zhì)量。干擾作用于副對象由于副回路控制通道短，時間常數(shù)小，所以當(dāng)干擾進(jìn)入副回

5、路時，可以獲得比單回路控制系統(tǒng)超前的控制作用，有效地克服蒸汽壓力變化對塔釜溫度的影響干擾作用于主對象由于副回路的存在，可以及時改變副變量的數(shù)值，以達(dá)到穩(wěn)定主變量的目的。第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)4串級控制系統(tǒng)的特點及應(yīng)用范圍從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，有主、副兩個閉合回路,主、副兩個控制器；分別測量主變量和副變量的兩個測量變送器。主回路是定值控制系統(tǒng)，而副回路是隨動控制系統(tǒng)。(2)從系統(tǒng)特性來看，由于副回路的引入，改善了對象的動態(tài)特性，使控制過程加快，具有超前控制的作用，從而有效地克服滯后，提高了控制質(zhì)量。(3)加

6、強了對一、二次擾動的克服能力，對副回路參數(shù)變化具有一定的自適應(yīng)能力。適用范圍：當(dāng)對象的滯后和時間常數(shù)很大，干擾作用強而且頻繁、負(fù)荷變化大，簡單控制系統(tǒng)滿足不了控制質(zhì)量的要求時，可采用串級控制系統(tǒng)。第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)5串級控制系統(tǒng)主、副回路的設(shè)計主變量的選擇：與單回路控制時被控變量的選擇原則是一樣的，能直接或間接地表征生產(chǎn)過程質(zhì)量的參數(shù)都可以作為控制系統(tǒng)的被控變量。副變量的選擇：副變量的變化應(yīng)在很大程度上影響主變量的變化副回路應(yīng)將生產(chǎn)過程中的主要干擾包圍在內(nèi)在可能的情況下，應(yīng)使副環(huán)包圍更多的次要干

7、擾副變量的選擇應(yīng)考慮到主、副對象時間常數(shù)的匹配，以防發(fā)生“共振效應(yīng)”（避免的條件）。當(dāng)對象具有較大的純滯后而影響控制質(zhì)量時，在選擇副變量時應(yīng)使副環(huán)盡量少包含純滯后或不包含純滯后?；芈愤x擇第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)6主副控制器控制規(guī)律的選擇串級控制系統(tǒng)的目的是為了高精度地穩(wěn)定主變量。主變量是生產(chǎn)工藝的主要控制指標(biāo)，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量或生產(chǎn)的正常，工藝上對它的要求比較嚴(yán)格。一般來說，主變量不允許有余差。所以，主控制器通常都選用比例積分控制規(guī)律，以實現(xiàn)主變量的無余差控制。在串級控制系統(tǒng)中，穩(wěn)定副變量并不是

8、目的，設(shè)置副變量的目的就在于保證和提高主變量的控制質(zhì)量。副變量的給定值是隨主控制器輸出變化而變化的。所以，在控制過程中，對副變量的要求一般都不很嚴(yán)格，允許它有波動。因此，副控制器一般采用比例控制規(guī)律。第六章復(fù)雜控制系統(tǒng)穩(wěn)定主變量7主副控制器正、反作用的選擇選擇副回路控制器的正反作用與簡單控制系統(tǒng)中控制器“正”、“反”作用的選擇方式相同，先判斷副對象的正反作用，然后根據(jù)工藝安全等要求，選定執(zhí)行器的“正”、“反”作用方式，并按照使副控制回路成為一個負(fù)反饋系統(tǒng)的原則來確定副回路控制器的正反作用。選擇主