串级控制系统资料

1、介绍了级联控制系统层叠控制系统、单回路PID控制系统摘要、简单控制过程的机制建模方法；讨论了调节阀“气开、气关”形式和流量特性的选择。讨论了“广义对象”动态特性的一般测试方法。介绍了单回路控制器的“正负效应”选择原理。详细分析了单回路PID参数整定方法，介绍了PID控制器的“防止集成饱和”技术。课堂提问、纯比例控制、Kc增加时系统的稳定性如何？在稳定的情况下，残差会怎么样？PI控制，Ti如何缩放以保持系统稳定性？什么是积分饱和？反馈控制如何防止积分饱和？主要内容了解串级控制系统的概念和特性；掌握级联控制系统的方框图表示。结合控制原理掌握级联系统的分析方法。了解串级控制系统的设计原理。掌握串级控

2、制系统的参数设置方法和仿真实现。了解串级控制系统的积分饱和预防措施。1节串级控制系统，1，串级控制系统概述，目的：延长炉龄，防止管燃烧；可以保证向后蒸馏分离的质量。可以设置简单的控制系统来控制炉出口温度。由于煤气打开、反应、PID、火炉控制通道容量延迟、反应慢、控制精度低，但工艺要求高炉出口温度变化范围(12)。上述单变量单回路控制系统很难满足。级联控制系统，简单控制系统，1 .级联控制系统的配置，级联控制系统：由两个测量发射器组成，两个控制器之一的输出由另一个控制器的给定、一个控制阀组成的双闭环设置系统，2 .级联控制系统中常用的名词，主控制变量(Yl):在级联控制系统中充当主导的控制变量，

3、它可以是进程控制指标，也可以与进程控制指标直接相关。次控制变量(Y2):大多数是影响主控制变量的重要参数。主控制器：在通过主控制变量和设置值之间的差异控制运算并将输出指定为子控制器的系统中起主导作用。辅助控制器：在系统中起辅助作用，根据测量的辅助控制变量和主控制输出的差异执行控制运算，其输出直接作用于控制阀的控制器，简称为“辅助控制”。主发射器：测量和转换主控制变量的发射器。二次变送器：测量和转换二次控制变量的变送器。主物件：主要由产业作业控制，并由主控制变数特性化其主要特性的生产设备或处理。子对象：辅助生产设备或辅助流程，它在大多数行业工序中影响主要控制变量，并将特性表征为辅助控制变量。辅助

4、电路：是由辅助变送器、辅助控制器、控制阀和辅助对象组成的闭环回路，也称为“辅助环”或“内环”。主回路：主变送器、主控制器、次回路等效、主对象组成的闭环回路，也称为“主环”或“外环”。子电路，级联控制系统，3 .级联控制系统的典型框图，4。级联控制系统的特性，1)对二次电路的干扰具有较强的抗干扰能力。子电路、主电路、2)对象特性得到改进，控制过程加快，控制质量提高。3)级联控制系统的适应性，反应堆温度单回路控制系统，操作变量：冷却水流量控制变量：反应温度扰动变量：冷却水温度和工艺介质流量控制规则：PID，反应堆温度单回路控制响应曲线，单回路控制系统分析，问题：从扰动到调节器动作，调节延迟，特别是

5、对于大容量反应罐，曹征，冷却液入口温度夹内部冷却液温度T2(对流传热通过)槽壁温度反应槽温度反应槽温度T1(反馈回路通过)冷却数，系统控制和扰动分析，干涉变量的影响：冷却液入口温度变化夹内部冷却液温度变化槽壁温度变化反应槽温度变化控制变量的影响：冷却液调节阀开度变化冷却液流量变化夹内部冷却液温度变化槽壁温度变化反应槽温度变化，解决方法因此，夹克水温单回路控制系统TC2可以设计为尽快克服冷却水的扰动。但是，TC2设置应根据T1的控制要求相应地改变(此要求自动实现为反应温度调节器TC1)。“级联控制”，反应器温度的级联控制系统，特点：两个调节器协同工作，调节器TC2调节冷却剂量，克服冷却水的扰动；

6、调节器TC1调整剪辑内部的水温设置，以确保反应温度在工序中保持所需的特定值。讨论反应器温度的串级控制响应，反应器温度串级控制方块图，主辅助控制器的“正负效应”选择。串级控制系统通用术语，串级控制系统方框图，注：D1，D2综合反映了一次扰动、二次扰动对控制系统参数和主参数的动态影响；一次回路是在二次回路闭合的情况下的等效单回路(二次回路被视为等效控制阀)。级联系统子环的等价性，级联控制系统的特征(1)，子环(有时称为内环)，具有有效克服二次扰动影响的快速曹征效果；假设二次电路的动态滞后较小，对于低频干扰，反应器温度的串行控制响应，级联控制系统的特性(2)可以自动克服二次对象增益或控制阀特性的非线

7、性对控制性能的影响(系统的“健壮性”增强)。对于内环等效对象的稳态增益：级联控制系统的特性(3)改善了对象的动态特性，提高了系统的运行频率。在相同的衰减率下，主调节器的增益可以大大增加。子电路等效：例如，级联控制系统的特性(3)，结论：由于子电路的存在，主控制通道的动态特性得到了改善(时间常数大大减少)，反应器温度的级联控制响应，级联控制系统的设计原理，单回路控制不能满足性能要求；有反映系统主要干扰的可测量参数。控制阀和二次参数之间存在因果关系。子参数的选择必须确保子对象的时间常数小于主对象的时间常数，曹征通道短，反应灵敏。如果可能，请在次要电路中包括具有非线性或时变性质的连结。串级控制二次参

8、数选择练习，核反应堆的主要干扰是加热蒸汽的温度变化，串级系统二次参数的选择分析，分析问题：二次回路的快速性和二次回路可能包含的扰动范围之间的矛盾。级联程序设计示例，级联程序设计示例(续)，讨论：子循环中可以包含的扰动越多，子对象和主对象的动态特性之间的差异就越小，内部和外部循环之间的“共振”(系统稳定性越低，系统稳定性就越低)。级联系统辅助调节器的选择，辅助调节器经常选择PI控制规律的原因：辅助回路是伺服系统，其设置经常变化，一般不应该添加微分；此外，为了迅速克服内环的各种扰动，提高副环的曹征能力，最好不要加积分效果。但是实际上，串行系统分离主回路，因此通常需要添加积分效果。但是，由于子电路的

9、抗干扰能力得到加强，积分作用很弱。选择级联系统主控制器，主控制器经常选择PI或PID控制方法。主电路的工作是满足主参数的值控制要求。因此，对于主参数为温度的级联系统，主调节器必须添加强大的集成功能，主参数为级别的级联均匀控制系统除外。如果主对象的曹征延迟较大，并且主参数变化平缓，则可以添加常规大小的差异。级联系统PID参数曹征方法，Step 1:首先分离主循环，然后以单循环方式调整辅助调节器的PID参数。Step 2:测试主循环常规对象的动态特性及其特征参数(如果主控制器为“手动”，子循环为闭合循环)。Step 3:使用单回路曹征参数(例如动态响应方法)的工程调整方法来确定主回路的PID参数。级联PID系统积分饱和问题，情况1:子电路采用单回路积分饱和方法；案例2:如果子控制器都使用单回路积分饱和方法，则极限参数可能不一致，也可能出现“积分饱和”。怎么了？如何克服？串级控制系统主调节器连接方法、串级控制系统集成饱和、串级控制系统运行、主、次控制器切换开