第八章 复杂控制系统ppt课件.ppt

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1、复杂控制系统是由两个及两个以上简单控制系统组合起来的控制一个或同时控制多个参数的控制系统。常见复杂控制系统主要有以下几种：串级控制系统均匀控制系统比值控制系统分程控制系统前馈控制系统选择性控制系统多冲量控制系统第八章复杂控制系统第一节串级控制系统串级控制系统是指：在对象滞后较大、干扰作用强烈而且频繁的主控制系统中，对局部参数（副参数）进行预先控制以提高系统总体控制水平的复合控制系统。串级控制系统通常包括：主控制系统：系统目标参数控制系统；副控制系统：为实现目标参数控制而设置的辅助参数控制系统。一概述例：管式加热炉的控制主参数（目标

2、参数）：出口温度操纵变量：燃料量副变量：炉温出口温度炉温燃料量原料原料量变化炉温变化出口温度变化通过燃料量调节炉温通过出口温度调节炉温设定值二、串级控制系统工作过程1、干扰进入副回路2、干扰作用于主对象3、干扰同时作用于副回路和主对象三串级控制系统的特点两个回路：主回路、副回路两个变量：主变量、副变量改善了对象的特性，有效地克服了滞后具有一定的自适应能力。可应用于负荷和操作条件变化较大的场合。自适应：自动调整设定值，以保证系统整体具有较好的控制质量。四、串级控制系统中副回路的确定1、主、副变量间应有一定的内在联系2、使系统的主要干

3、扰包在副回路内3、使副环保括更多的次要干扰4、防止“共振”5、使副回路少包含纯滞后五、主、副控制器控制规律及正、反作用的选择1、控制规律2、正、反作用的选择六、控制器参数的工程整定1、两步整定法2、一步整定法第二节均匀控制系统当系统中具有两个相互关联的参数，其中任意一个参数的稳定必然导致另一个参数的大幅度变化，而工艺上需要两者兼顾时，可采用均匀控制。均匀控制的目标：两个参数都是变化的，且变化缓慢；两个参数的变化范围都要尽可能小。均匀控制方案简单均匀控制采用简单控制系统，选择适宜的控制参数，降低单个参数的控制精度。减小放大倍数，延长

4、积分时间，不用微分控制。串级均匀控制通过两个参数的控制制约调和两个参数的矛盾。串级均匀控制的主、副回路一般都采用低精度快反应的纯比例控制。要求高精度时可适当加入积分作用。§8.3比值控制系统比值控制系统：实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统。比值控制方案开环比值控制系统：以一个参数的测定值控制另一个参数；单闭环比值控制系统：以一个参数的测定值计算出另一个参数闭环控制的设定值；双闭环比值控制系统：以一个单闭环参数的测定值计算另一个参数闭环控制的设定值；变比值控制系统：以第三个参数的大小决定上述控制系统的比值。Q1Q2FC

5、Q1Q2对象执行器控制器测量变送给定-Q1Q2F2CQ1Q2对象执行器副测量变送给定-F1C控制器F1C控制器F2C-主测量变送Q1Q2F2CQ1主流量对象执行器主测量变送给定-F1C主流量控制器F1CkQ2副流量对象执行器副测量变送-副流量控制器F1Ck第四节前馈控制系统前馈控制系统及其特点前馈控制的主要形式TCFCTT蒸汽进料进料蒸汽干扰对象执行器反馈控制器测量变送给定-被控变量干扰对象执行器前馈控制器测量变送-被控变量第五节选择性控制系统选择性控制系统-------当生产操作趋向限制条件时，一个用于控制不安全工况的控制方案将

6、取代正常情况下的控制方案，直到生产操作重新回到安全范围以内恢复原控制方案为止。选择性控制系统设有两个控制器（或多个变送器）由选择器选择出能适应生产安全状况的控制信号，实现对生产过程的自动控制。两种系统保护措施：硬保护：极限情况下，声光报警，转入人工控制或停车；软保护：极限情况下，转入另一种控制模式，进行自动处理——选择性控制系统。根据处理方法不同，选择性控制系统可以分为三类；开关型选择性控制系统：由限位信号切断控制器输出；连续型选择性控制系统：由限位信号切换为另一个控制器输出给执行器；混合型选择性控制系统：采用两个限制信号，同时进

7、行上述两种控制。1开关型选择性控制系统连续型选择性控制在结构上的最大特点是有一个选择器，通常是两个输入信号，一个输出信号,如图所示：对于高选器，输出信号Y等于Xl和X2中数值较大的一个，如X1=5mA,，X2=4mA，则Y=5mA。对于低选器，输出信号Y等于Xl和X2中数值较小的一个。高选器时，正常工艺情况下参与控制的信号应该比较强，如设为XI，则X1应明显大于X2。出现不正常工况时，X2变得大于X1，高选器输出Y转而等于X2。待工艺恢复正常后，X2又下降到小于X1，Y又恢复为选择X1。高选器和低选器2连续型选择性控制液氨蒸发器（

8、利用液氨的汽化需要吸收大量热量来冷却流管内物料）气开阀液氨TC气氨TC气开阀液氨RTC气氨HCLS气开阀液氨图12-27液氨蒸发器温度控制系统方块图3混合型选择性控制系统积分饱和及其防止一个具有积分作用的控制器，当其处于开环工作状态时，如果偏差输入