化工仪表及自动化 化工、食品、制药、环境、轻工、生物等工艺类专业适用 教学课件 ppt 作者 林德杰 第7章 复杂控制系统
56页1、第7章 复杂控制系统,7.1 提高控制品质的控制系统 7.2 特定要求过程控制系统,7.1 提高控制品质的控制系统,7.1.1 串级控制系统 7.1.2 前馈控制系统 7.1.3 大延时控制系统,7.1.1 串级控制系统,1.基本概念 2.串级控制系统的特点 3.串级控制系统设计 4.串级控制系统控制器参数的整定 5.串级控制系统实例分析,1.基本概念,(1)串级控制系统结构 (2)串级控制系统的工作过程,(1)串级控制系统结构,图7-1 管式加热炉温度控制系统流程图,图7-2 串级温度控制系统流程图,图7-3 串级温度控制系统框图,图7-4 串级控制系统典型框图,2.串级控制系统的特点,(1)改善过程动态特性 (2)克服二次扰动 (3)有一定的自适应能力,3.串级控制系统设计,(1)主参数的选择和主回路的设计 (2)副参数的选择和副回路的设计 (3)被控制参数和控制参数的选择 (4)主、副控制器控制规律的选择 (5)主、副控制器正、反作用方式的确定,4.串级控制系统控制器参数的整定,1)主回路断开,把副回路作为一个单回路控制系统,并按单回路控制系统的参数整定法整定副控制器参数值。 2
2、)闭合主、副回路,保持上步取得的副控制器参数,按单回路控制系统的整定方法,整定主控制器参数。 3)在闭合主、副回路及主控制器参数保持的情况下,再次调整副控制器参数。 4)至此,已经完成一个循环,如果控制品质没有达到规定指标,返回步骤2)继续。,表7-1 主、副控制器作用方向,图7-5 聚合釜反应温度串级 控制系统流程图,5.串级控制系统实例分析,(1)聚合釜反应温度串级控制系统 (2)某造纸厂网前箱温度控制系统 (3)汽包锅炉给水控制系统,图7-6 网前箱温度控制系统流程图,图7-7 串级三冲量给水控制 系统流程图,7.1.2 前馈控制系统,1.前馈控制与反馈控制 2.前馈控制的特点 3.前馈控制系统结构形式 4.前馈控制系统的选用原则 5.前馈控制系统设计 6.前馈控制系统的工程整定 7.前馈控制系统应用举例,1.前馈控制与反馈控制,图7-8 前馈控制与反馈控制 a)反馈控制系统 b)前馈控制系统,图7-9 前馈控制与反馈控制框图 a)反馈控制框图 b)前馈控制框图,图7-10 前馈控制框图,2.前馈控制的特点,1)前馈控制是一种开环控制:如图7-8b所示,当测量到物料流量产生变化时
3、,通过前馈控制器,其输出信号直接去控制调节阀的开度,从而改变加热蒸汽流量。 2)前馈控制按扰动大小进行的控制:前馈控制将所测扰动通过前馈控制器和控制通道,能及时有效抑制扰动的影响,而不像反馈控制那样要待被控参数产生偏差后再进行控制。 3)前馈控制器的控制规律由对象特性决定:前馈控制器的控制规律与常规控制器不同,它必须根据被控过程特性来确定,即 4)前馈控制只抑制可测而不可控的扰动对被控参数的影响:在设计前馈控制时,首先需要分析扰动的性质。,3.前馈控制系统结构形式,1)静态前馈控制系统:静态前馈控制器的输出量仅仅是其输入量的函数,与时间因子无关。 2)动态前馈控制系统:动态前馈控制必须根据过程扰动通道和控制通道的动态特性,采用专用的前馈控制器。 3)前馈反馈控制系统:对被控变量影响最显著的主要扰动由前馈控制进行补偿,而其余次要的扰动可依靠反馈来克服,从而保证了被控变量最终趋向于给定值。 4)前馈串级控制系统:为了进一步提高系统前馈控制的精度,可在图7-11所示的前馈反馈控制系统中增加一个蒸汽流量回路,用前馈控制器的输出去改变流量回路的给定值,从而构成前馈串级控制系统。,0.tif,7Z
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