最新复杂控制策略PPT课件.ppt

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1、复杂控制策略过程控制策略开关（ON/OFF）控制PID控制PID控制算法、数字PID算法PID改进算法复杂过程控制串级控制、前馈控制、解耦控制等先进过程控制（APC）预测控制、智能控制等2第六讲复杂控制策略6.1串级控制6.2前馈及时滞控制6.3解耦控制6.4比值控制6.5均匀及超驰控制6.6分程控制36.1.1引言温度串级控制解决方案与单回路控制相比，增加了一个流量计和一个流量控制器。76.1.2串级控制结构及特点（一）串级控制的结构86.1.2串级控制结构及特点（二）串级控制的特点1、串级控制系统有主、副两个闭合回路。主回路是

2、定值控制系统，而副回路是随动控制系统。2、副回路具有先调、粗调、快调的特点；主回路具有后调、细调、慢调的特点，并对于副回路没有完全克服掉的干扰影响能彻底加以克服。96.1.3串级控制性能分析及仿真（一）串级控制性能分析1、增强系统的抗干扰能力串级控制系统的副环能够有效地克服二次扰动的影响。106.1.3串级控制性能分析及仿真（一）串级控制性能分析2、改善对象动态特性，提高系统的工作频率串级控制系统的副环具有较快的响应速度，提高了系统的工作效率。116.1.4串级控制设计（二）主、副对象的时间常数匹配1、若副回路设计得太大，主、副对

3、象时间常数比较接近，易引起“共振”问题。2、串级控制系统的主、副回路既独立又密切相关。126.1.4串级控制设计（三）主副控制器控制规律的选择主控制器一般选PI或PID控制规律；副控制器一般选P或PI控制规律：对于温度副回路过程，若采用积分，会减弱副回路的快速作用；但对流量副回路过程常采用PI规律。作为随动环节，由于给定值经常变化，显然不宜引入微分规律。若确需引入，可采用微分先行规律。136.1.4串级控制设计（四）串级控制系统投运先副回路，后主回路；副回路或主回路投运步骤与单回路相同。无扰动切换。146.1.4串级控制设计（五）

4、串级控制系统参数整定串级控制系统主回路是一个定值控制系统，要求主参数有较高的控制精度，其品质指标与单回路定值控制系统一样。副回路是一个随动系统，只要求副参数能快速而准确地跟随主控制器的输出变化即可。在工程实践中，串级控制系统采用先副后主的整定方式。156.1.4串级控制设计（五）串级控制系统参数整定整定步骤:断开主回路，把副回路按单回路控制系统的参数整定，求取副控制器的整定参数值。闭合主回路，将副回路作为一个等效环节，按单回路整定方法，求取主控制器的整定参数值。166.1.5串级控制应用实例主要应用场合：用于克服被控过程较大的容量

5、滞后或纯滞后；用于抑制变化剧烈而且幅度较大的扰动；用于克服被控过程的非线性。176.1.5串级控制应用实例在冶金行业选矿工艺中，大量使用矿石破碎机对矿石进行破碎。破碎系统的主体设备是破碎机，要求给矿料位稳定。186.1.5串级控制应用实例下矿量的波动（如粒度、粘度发生变化）是系统中的一个主要扰动。若仅以机腔料位作为被控参数构成单回路控制系统，当扰动发生后，由于给矿皮带的传输需要一定的时间，即存在纯滞后，单回路控制系统往往会引起很大的超调，甚至振荡。196.1.5串级控制应用实例为了克服系统的纯滞后，决定采用串级控制：即在给矿皮带上

6、安装皮带秤，以给矿量为副参数、以机腔料位为主参数构成串级控制系统。206.1.5串级控制应用实例主控制器（料位控制器）采用PI规律，反作用；副控制器（矿量控制器）采用PI规律，反作用。投运：先皮带秤、料位计投运；手动操纵电液推杆控制下矿量；稳定运行一段时间后无扰动切换，并整定。216.2前馈及时滞控制前馈控制结构、原理及特点静态前馈、动态前馈前馈-反馈复合控制系统时间滞后控制系统Smith预估补偿方案采样控制方案226.2.1前馈控制（一）引言原油加热炉出口温度的控制若原油流量是主要扰动，那么该如何处理？T1TT2C燃料原油T1C

7、T2T原油是生产负荷！不可调节。236.2.1前馈控制人工控制的基本思想（1）若原油流量不可调节，而扰动幅度又大，则可测量原油流量，据此及时调节燃料阀门的开度，以减少对出口温度的影响。（2）这就是所谓“前馈控制（FeedForward）”的基本思想：若无法控制此扰动，则测量它，且不等扰动影响到被控量就提前及时调节。24（二）前馈控制的结构前馈控制器；过程控制通道传递函数；过程扰动通道传递函数。开环结构25（三）前馈控制设计原理1、“不变性”原理在扰动作用下，使控制系统的被控量与扰动作用完全无关（或在一定准确度下无关）。26（三）前

8、馈控制设计原理2、前馈控制器由不变性原理,前馈控制器是由过程扰动通道与控制通道特性之比决定的，即：27（三）前馈控制设计原理3、前馈控制的必要条件“可测”：指扰动量可以通过测量变送器，在线地将其转换为前馈补偿器所能按受的信号。“不可控”：指这些扰动