過控課設(shè)精餾塔溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

1、 自動(dòng)化工程與科學(xué)學(xué)院過程控制系統(tǒng)與儀表課程設(shè)計(jì)精餾塔溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真班級(jí)：11級(jí)自動(dòng)化2班姓名： 董文杰學(xué)號(hào)：201130610309 指導(dǎo)老師： 哀薇 日期：20140707 過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)精餾塔溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真一、 研究對(duì)象圖1 精餾塔溫度控制問題某精餾塔的工藝流程如圖1所示，現(xiàn)要求對(duì)精餾段溫度tr和提餾段溫度ts都進(jìn)行有效的控制，以確保塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量。圖1中，f 為進(jìn)料量，它受上游流程控制，為精餾塔溫度的主要干擾之一，其它干擾包括進(jìn)料組成與溫度變化、塔底蒸汽量變化、塔頂回流冷凝后溫度變化等；l為塔頂冷回流量，擬作為精餾段溫度tr的控制手段；塔底蒸汽量qh 擬作為

2、提餾段溫度ts的控制手段。u1為調(diào)節(jié)閥vl的相對(duì)輸入信號(hào)，u2為調(diào)節(jié)閥vq的相對(duì)輸入信號(hào)（以ddz iii型為例，當(dāng)輸入電流為4 ma時(shí)，對(duì)應(yīng)相對(duì)輸入信號(hào)為0 %；當(dāng)輸入電流為20 ma時(shí)，對(duì)應(yīng)相對(duì)輸入信號(hào)為100 %），p 為精餾塔頂壓力，其變化可基本忽略，pp 為泵出口壓力，pp受塔頂產(chǎn)品調(diào)節(jié)閥vd開度的影響，變化范圍較大。圖1中l(wèi)m、vm、fm分別為l、v、f的測量值。為便于控制方案研究，假設(shè)如下：（1） 該精餾塔的靜態(tài)工作點(diǎn)為 t0 = 140 ，f0 = 60 t/hr（噸/小時(shí)），l0 = 20 t/hr，v0 = 15 t/hr，u10 = 25 %，fl0 = 75 %， u2

3、0 =25 %，fq0 = 25 %，pp0 = 0.9 mpa，pt0 = 0.86mpa。這里，fq為調(diào)節(jié)閥vq相對(duì)流通面積，fl為調(diào)節(jié)閥l相對(duì)流通面積。（2） 精餾段和提餾段溫度的測量范圍都為0 200 ，進(jìn)料量f的測量范圍為0 100 t/hr，塔頂冷回流量l的測量范圍為0 50 t/hr，塔底回流量v的測量范圍為0 25 t/hr。l、v、f的測量值：lm、vm、fm均用%來表示，即lm、vm、fm的最小值為0，最大值為100。（3） 流量測量儀表的動(dòng)態(tài)滯后忽略不計(jì)；而溫度測量環(huán)節(jié)可用帶純滯后的一階環(huán)節(jié)來近似，溫度測量環(huán)節(jié)的一階時(shí)間常數(shù)，純滯后時(shí)間，單位為分。（4） 考慮到精餾塔操作

4、的安全性，控制閥vl選用氣關(guān)閥，控制閥vq選用氣開閥，假設(shè)控制閥都為線性閥，其動(dòng)態(tài)滯后忽略不計(jì)，動(dòng)態(tài)特性可表示為，。（5） 對(duì)于塔頂冷回流對(duì)象，假設(shè)控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性可表示為：，。其中為控制閥vl相對(duì)流通面積的變化量，%；tr2基本不變，這里設(shè)分；kr2、krd2在一定范圍內(nèi)變化，這里設(shè)kr2、krd2的變化范圍分別為 (t/hr)/%； (t/hr)/mpa。（6） 對(duì)于塔底回流對(duì)象，假設(shè)控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性可表示為:，。其中為控制閥vr相對(duì)流通面積的變化量，%；ts2基本不變，這里設(shè)分；ks2、ksd2在一定范圍內(nèi)變化，這里設(shè)ks2、ksd2的變化范圍分別為(t/hr)/

5、%；t/hr。（7） 對(duì)于溫度對(duì)象，假設(shè)控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性可表示為；其中對(duì)象特性參數(shù)均可能在以下范圍內(nèi)變化： /(t/hr)，/(t/hr)，/(t/hr)，/(t/hr)，分，分，分，分，分，分，分； /(t/hr)，分，分， /(t/hr)，分，分。二、 研究任務(wù)對(duì)于上述被控過程，假設(shè)被控變量t所受的主要擾動(dòng)為進(jìn)料量f、泵出口壓力pp的變化、蒸汽壓力變化pf，而且變化范圍為：t/hr，mpa, ；另外，被控變量t的設(shè)定范圍為。試應(yīng)用單回路、串級(jí)、前饋、比值、選擇、smith預(yù)估、解耦等控制方法，設(shè)計(jì)至少2套控制系統(tǒng)，達(dá)到控制精餾塔溫度的目的。對(duì)于每一套控制方案，具體要求：1、 說

6、明所采用的控制方案以及采用該方案的原因，并在工藝流程上表明該控制系統(tǒng)。2、 確定所用控制器的正反作用，畫出控制系統(tǒng)完整的方框圖（需注明方框圖各環(huán)節(jié)的輸入輸出信號(hào)），并選擇合適的pid控制規(guī)律。3、 在simulink仿真環(huán)境下，對(duì)所采用的控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究。具體步驟包括：（1） 在對(duì)象特性參數(shù)的變化范圍內(nèi)，確定各環(huán)節(jié)對(duì)象的傳遞函數(shù)模型，并構(gòu)造simulink對(duì)象模型；（2） 引入手動(dòng)/自動(dòng)切換環(huán)節(jié)，在手動(dòng)狀態(tài)下對(duì)控制通道、干擾通道分別進(jìn)行階躍響應(yīng)試驗(yàn)，以獲得“廣義對(duì)象”開環(huán)階躍響應(yīng)曲線；（3） 依據(jù)pid參數(shù)整定方法，確定各控制器的參數(shù)；（4） 在控制系統(tǒng)處于“閉環(huán)”狀態(tài)下，進(jìn)行溫度設(shè)定值跟

7、蹤響應(yīng)試驗(yàn)、干擾塔底回流量、pp與f對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)，并獲得相應(yīng)的響應(yīng)曲線；（5） 在各控制器參數(shù)均保持不變的前提下，當(dāng)對(duì)象特性在其變化范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，重新進(jìn)行溫度設(shè)定值跟蹤試驗(yàn)與擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)，并獲得相應(yīng)的響應(yīng)曲線。4、 根據(jù)不同控制方案的閉環(huán)響應(yīng)曲線，比較控制性能（包括是否穩(wěn)定、衰減比、超調(diào)量、過渡過程時(shí)間等）。三、 控制方案精餾塔溫度控制的開環(huán)回路如下圖所示： 溫度控制開環(huán)回路由圖我們可知，被控變量ts、tr控制回路都存在兩種主要干擾。被控變量tr主要受到干擾量是進(jìn)料量f和泵出口壓力pp；被控變量ts主要受到干擾量為進(jìn)料量f和塔底蒸汽量v。且被控變量ts、tr相互耦合。為此，我設(shè)

8、計(jì)了兩種方案來實(shí)現(xiàn)控制精餾塔的溫度。第一種，忽略耦合的影響，在每條控制回路上加上反饋控制，構(gòu)成單回路反饋控制；第二種，對(duì)耦合系統(tǒng)先進(jìn)行解耦，分別采用單回路反饋控制回路。（1）第一種方案，構(gòu)造類似單回路反饋電路。雖然被控變量之間有耦合，但是兩者之間的耦合強(qiáng)度不強(qiáng)，所以可以不做考慮。從傳遞函數(shù)可以看出，干擾量對(duì)于被控變量的影響不是很大，可以采取直接反饋回路消除。1、控制方案的工藝控制流程圖圖1-1控制工藝流程圖2、控制系統(tǒng)方框圖系統(tǒng)方框圖圖1-2系統(tǒng)仿真方框圖其中，被控變量tr測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊為： 圖1-3 被控變量tr測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊(gmr)被控變量ts測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊為：

9、圖1-4 被控變量ts測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊(gms)控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)模塊： 圖1-5 gr傳遞函數(shù)模塊(包含g11、g21)圖1-6 gs傳遞函數(shù)模塊(包含g12、g22)進(jìn)料量f的干擾通道的傳遞函數(shù)模塊：圖1-7 進(jìn)料量f的干擾通道的傳遞函數(shù)模塊 控制器pid1、pid2都是正作用，都選擇pid控制規(guī)律。3、確定各環(huán)節(jié)對(duì)象的傳遞函數(shù)模型（a）對(duì)于塔頂冷回流對(duì)象，控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)模型為：，（b）對(duì)于塔底回流對(duì)象，假設(shè)控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)模型為:，（c）對(duì)于溫度對(duì)象，假設(shè)控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)模型為； （e）溫度測量環(huán)節(jié)的傳

10、遞函數(shù)模型： ，4、切換到手動(dòng)狀態(tài)，得出各開環(huán)階躍響應(yīng)曲線(所有控制變量及干擾量初始狀態(tài)都為0)（a）開始10min后，僅給tr控制信號(hào)+50的階躍信號(hào)；再過40min后，給tr控制信號(hào)為-50的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： tr階躍響應(yīng)曲線 ts階躍響應(yīng)曲線（b）開始10min后，僅給ts控制信號(hào)+50的階躍信號(hào)；再過40min后，給ts控制信號(hào)為-50的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： tr階躍響應(yīng)曲線 ts階躍響應(yīng)曲線（c）開始10min后，僅給干擾量f+20的階躍信號(hào)；再過40min后，給干擾量f為-20的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： 進(jìn)料量階躍作用的t

11、r響應(yīng)曲線 進(jìn)料量階躍作用的ts階躍響應(yīng)曲線（d）開始10min后，僅給干擾量pp+0.02的階躍信號(hào)；再過40min后，給干擾量pp為-0.02的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： 泵出口壓力階躍作用的tr響應(yīng)曲線 泵出口壓力階躍作用的ts響應(yīng)曲線（e）開始10min后，僅給干擾量v+15的階躍信號(hào)；再過40min后，給干擾量v為-15的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： 塔底回流量階躍作用的tr響應(yīng)曲線 塔底回流量階躍作用的ts響應(yīng)曲線由圖（a）、（b）可知，被控變量tr、ts的控制通道是相互耦合的，tr的控制變量對(duì)被控變量ts的影響大于ts的控制變量對(duì)被控變量tr的影響；由圖

12、（c）可知，干擾量f對(duì)于對(duì)于被控變量ts的影響較大點(diǎn)；有圖（d）可知，雖然干擾量pp在被控變量tr控制回路，但因?yàn)轳詈献饔?，也影響到被控變量ts；有圖（e）可知，干擾量v只影響被控變量ts，因?yàn)楦蓴_量v作用在被控變量回路ts的末端。5、控制器參數(shù)的整定（a）控制tr的控制器pid1的參數(shù)為：p=1.8，i=0.7，d=0.5（b）控制ts的控制器pid2的參數(shù)為： p=3.2，i=1.2，d=0.56、控制系統(tǒng)處于“閉環(huán)”狀態(tài)下的性能測試（a）溫度設(shè)定值跟蹤響應(yīng)試驗(yàn)（溫度設(shè)定值為140）： 溫度設(shè)定值tr響應(yīng)曲線 溫度設(shè)定值ts響應(yīng)曲線（b）泵出口壓力pp對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40mi

13、n后，給階躍信號(hào)+0.02mpa）： 泵出口壓力干擾tr響應(yīng)曲線 泵出口壓力干擾ts響應(yīng)曲線（c）進(jìn)料量f對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+20t/hr）： 進(jìn)料量干擾tr響應(yīng)曲線 進(jìn)料量干擾 ts響應(yīng)曲線（d）塔底回流量v對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+15t/hr）： 塔底回流量干擾tr響應(yīng)曲線 塔底回流量干擾ts響應(yīng)曲線（f）三種干擾量同時(shí)對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，三種干擾量同時(shí)給階躍信號(hào)）： 三種干擾同時(shí)作用tr響應(yīng)曲線 三種干擾同時(shí)作用ts響應(yīng)曲線 由以上圖形比較可以得出結(jié)論：控制系統(tǒng)在“閉環(huán)”狀態(tài)下，溫度設(shè)定值跟蹤響應(yīng)

14、性能好，響應(yīng)時(shí)間短；干擾量pp與f可以通過反饋控制迅速消除，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定；干擾量v是主要干擾量，僅靠反饋控制可以消除，但是超調(diào)量大，調(diào)節(jié)時(shí)間長，不利于系統(tǒng)安全。7、變換對(duì)象特性傳遞函數(shù)，測定系統(tǒng)“閉環(huán)”動(dòng)態(tài)性能，；（a）溫度設(shè)定值跟蹤響應(yīng)試驗(yàn)（溫度設(shè)定值為140）： 溫度設(shè)定值tr響應(yīng)曲線 溫度設(shè)定值ts響應(yīng)曲線（b）泵出口壓力pp對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+0.02mpa）： 泵出口壓力干擾tr響應(yīng)曲線 泵出口壓力干擾ts響應(yīng)曲線（c）進(jìn)料量f對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+20t/hr）： 進(jìn)料量干擾tr響應(yīng)曲線 進(jìn)料量干擾 ts響應(yīng)曲

15、線（d）塔底回流量v對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+15t/hr）： 塔底回流量干擾tr響應(yīng)曲線 塔底回流量干擾ts響應(yīng)曲線通過以上圖形，可以看出：無論是溫度設(shè)定值跟蹤響應(yīng)曲線還是擾動(dòng)響應(yīng)曲線，都發(fā)生強(qiáng)烈的振蕩。所以在各控制器參數(shù)均保持不變的前提下，當(dāng)對(duì)象特性在發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)將不穩(wěn)定，即每當(dāng)對(duì)象特性發(fā)生變化時(shí)，我們都要進(jìn)行pid整定，才能維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。（2）第二種方案，先對(duì)控制通道進(jìn)行解耦，塔頂塔底均采用單回路反饋控制方法。 被控變量tr、ts的控制通道是相互耦合的，當(dāng)ts受到大干擾時(shí)，由于耦合作用，同樣會(huì)嚴(yán)重影響被控變量tr。一般而已，我們對(duì)于塔頂精餾段要求比較高

16、，所以增加解耦環(huán)節(jié)，使被控變量tr不再受到塔底回流量v的干擾，有利于被控變量tr的穩(wěn)定快速控制。對(duì)于塔頂回路，干擾量影響不大，采用單回路反饋控制，即可以達(dá)到控制要求。對(duì)于塔底回路，由于控制過程由兩條通道并聯(lián)，且滯后時(shí)間都不一樣，所以無法采用smith預(yù)估補(bǔ)償控制，故仍然采用單回路反饋控制。 1、控制方案的工藝控制流程圖圖2-1 控制工藝流程圖2、控制系統(tǒng)方框圖 系統(tǒng)方框圖圖2-2 系統(tǒng)仿真方框圖其中，被控變量tr測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊為： 圖2-3 被控變量tr測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊(gmr)被控變量ts測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊為： 圖2-4 被控變量ts測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊(gms)控制通道

17、與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)模塊： 圖2-5 gr傳遞函數(shù)模塊(包含g11、g21)圖2-6 gs傳遞函數(shù)模塊(包含g12、g22)進(jìn)料量f的干擾通道的傳遞函數(shù)模塊：圖2-7 進(jìn)料量f的干擾通道的傳遞函數(shù)模塊解耦環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模塊： 圖2-8 解耦環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)模塊n(包含n21、n12) 控制器pid1、pid2都是正作用，都選擇pid控制規(guī)律。3、確定各環(huán)節(jié)對(duì)象的傳遞函數(shù)模型（a）對(duì)于塔頂冷回流對(duì)象，控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)模型為：，（b）對(duì)于塔底回流對(duì)象，假設(shè)控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)模型為:，（c）對(duì)于溫度對(duì)象，假設(shè)控制通道與擾動(dòng)通道的動(dòng)態(tài)特性傳遞函數(shù)模型為； （e

18、）溫度測量環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)模型： ，4、切換到手動(dòng)狀態(tài)，得出各開環(huán)階躍響應(yīng)曲線(所有控制變量及干擾量初始狀態(tài)都為0)（a）開始10min后，僅給tr控制信號(hào)+50的階躍信號(hào)；再過40min后，給tr控制信號(hào)為-50的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： tr階躍響應(yīng)曲線 ts階躍響應(yīng)曲線（b）開始10min后，僅給ts控制信號(hào)+50的階躍信號(hào)；再過40min后，給ts控制信號(hào)為-50的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： tr階躍響應(yīng)曲線 ts階躍響應(yīng)曲線（c）開始10min后，僅給干擾量f+20的階躍信號(hào)；再過40min后，給干擾量f為-20的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）：

19、進(jìn)料量階躍作用的tr響應(yīng)曲線 進(jìn)料量階躍作用的ts階躍響應(yīng)曲線（d）開始10min后，僅給干擾量pp+0.02的階躍信號(hào)；再過40min后，給干擾量pp為-0.02的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： 泵出口壓力階躍作用的tr響應(yīng)曲線 泵出口壓力階躍作用的ts響應(yīng)曲線（e）開始10min后，僅給干擾量v+15的階躍信號(hào)；再過40min后，給干擾量v為-15的階躍信號(hào)（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示幅度）： 塔底回流量階躍作用的tr響應(yīng)曲線 塔底回流量階躍作用的ts響應(yīng)曲線由以上圖形相互比較，可以得出：通過n21(s)、n12(s)前饋解耦環(huán)節(jié)解耦以后，被控變量tr、ts的控制回路都轉(zhuǎn)變?yōu)閱位芈房?/p>

20、制通道。控制信號(hào)、干擾量都只對(duì)其控制通道有作用。但是，由于每條回路都是由并聯(lián)的過程特性函數(shù)組成，由于過程特性函數(shù)滯后時(shí)間不一樣，存在過渡時(shí)間，使得階躍響應(yīng)曲線有略微的振蕩。5、控制器參數(shù)的整定（a）控制tr的控制器pid1的參數(shù)為：p=0.8，i=0.7，d=0.6（b）控制ts的控制器pid2的參數(shù)為： p=4.6，i=0.9，d=0.56、控制系統(tǒng)處于“閉環(huán)”狀態(tài)下的性能測試（a）溫度設(shè)定值跟蹤響應(yīng)試驗(yàn)（溫度設(shè)定值為140）： 溫度設(shè)定值tr響應(yīng)曲線 溫度設(shè)定值ts響應(yīng)曲線（b）泵出口壓力pp對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+0.02mpa）： 泵出口壓力干擾tr響應(yīng)

21、曲線 泵出口壓力干擾ts響應(yīng)曲線（c）進(jìn)料量f對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+20t/hr）： 進(jìn)料量干擾tr響應(yīng)曲線 進(jìn)料量干擾 ts響應(yīng)曲線（d）塔底回流量v對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+15t/hr）： 塔底回流量干擾tr響應(yīng)曲線 塔底回流量干擾ts響應(yīng)曲線（f）三種干擾量同時(shí)對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，三種干擾量同時(shí)給階躍信號(hào)）： 三種干擾同時(shí)作用tr響應(yīng)曲線 三種干擾同時(shí)作用ts響應(yīng)曲線 由以上圖形比較可以得出結(jié)論：控制系統(tǒng)在“閉環(huán)”狀態(tài)下，溫度設(shè)定值跟蹤響應(yīng)性能好，響應(yīng)時(shí)間短；干擾量pp與f可以通過反饋控制迅速消除，

22、保持系統(tǒng)的穩(wěn)定；通過解耦環(huán)節(jié)以后，干擾量v不再對(duì)被控變量tr造成影響。但干擾量v仍讓是被控變量ts的主要干擾量，僅靠反饋控制可以消除，但是超調(diào)量大，調(diào)節(jié)時(shí)間長，不利于系統(tǒng)安全。7、變換對(duì)象特性傳遞函數(shù)，測定系統(tǒng)“閉環(huán)”動(dòng)態(tài)性能，；（a）溫度設(shè)定值跟蹤響應(yīng)試驗(yàn)（溫度設(shè)定值為140）： 溫度設(shè)定值tr響應(yīng)曲線 溫度設(shè)定值ts響應(yīng)曲線（b）泵出口壓力pp對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+0.02mpa）： 泵出口壓力干擾tr響應(yīng)曲線 泵出口壓力干擾ts響應(yīng)曲線（c）進(jìn)料量f對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+20t/hr）： 進(jìn)料量干擾tr響應(yīng)曲線 進(jìn)料量干

23、擾 ts響應(yīng)曲線（d）塔底回流量v對(duì)系統(tǒng)輸出的擾動(dòng)響應(yīng)試驗(yàn)（開始40min后，給階躍信號(hào)+15t/hr）： 塔底回流量干擾tr響應(yīng)曲線 塔底回流量干擾ts響應(yīng)曲線通過以上圖形，可以看出：塔頂回路可以維持穩(wěn)定，但是對(duì)于塔底回路來說，可以回路無論是溫度設(shè)定值跟蹤響應(yīng)曲線還是擾動(dòng)響應(yīng)曲線，都發(fā)生強(qiáng)烈的振蕩。所以在各控制器參數(shù)均保持不變的前提下，當(dāng)對(duì)象特性在發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)將可能出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，即每當(dāng)對(duì)象特性發(fā)生變化時(shí)，我們都要進(jìn)行pid整定，才能維持系統(tǒng)的穩(wěn)定，才能使系統(tǒng)獲得最佳狀態(tài)。四、 控制性能比較 表1 不同方案的控制性能比較表格方案一方案二trtstrts溫度設(shè)定值跟蹤衰減比2.1：16：13.5:13:1超調(diào)量/6336359調(diào)節(jié)時(shí)間/min1419.511.511.5是否穩(wěn)定是是是是泵壓力干擾影響最大動(dòng)態(tài)偏差/73.56.60恢復(fù)時(shí)間/min343.40是否穩(wěn)定是是是是進(jìn)料量干擾影響最大動(dòng)態(tài)偏差/2.562.86恢復(fù)時(shí)間/min5.396.312是否穩(wěn)定是是是是塔底回流量干擾影響最大動(dòng)