過程控制工程第四章

過程控制系統(tǒng)及工程信息學(xué)院自動(dòng)化系：李大字

Email:lidz@mail.buct.edu.cn第4章均勻控制系統(tǒng)

均勻控制系統(tǒng)4.1均勻控制問題的提出及特點(diǎn)4.2均勻控制方案4.3均勻控制系統(tǒng)的理論分析4.4其他需要說明的問題

實(shí)驗(yàn)：均勻控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

第4章教學(xué)進(jìn)程4.1均勻控制問題的提出及特點(diǎn)如串聯(lián)精餾塔系統(tǒng)

甲塔乙塔LCFC

甲塔控制液位，而乙塔要控制進(jìn)料量，出現(xiàn)矛盾

過程生產(chǎn)的連續(xù)性——物料連續(xù)，前一設(shè)備出，后一設(shè)備進(jìn),前后設(shè)備的控制系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)（矛盾）。均勻控制目的：兩參數(shù)都允許在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，但波動(dòng)都不大4.1均勻控制問題的提出及特點(diǎn)解決辦法：工藝上可在兩塔之間加入緩沖罐——增加投資

控制系統(tǒng)上解決——均勻控制系統(tǒng)做法：把兩參數(shù)統(tǒng)一考慮，只設(shè)置一個(gè)控制系統(tǒng)，如LC，然后調(diào)整控制器參數(shù)LFt（C）KC→0LFt（a）KC較大LFt（b）KC較小均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)上無特殊性可以是單回路，可以是串級(jí)，均勻是指控制目的，而不是指結(jié)構(gòu)。（2）參數(shù)都要允許變化，但都要緩慢，并且要有主次（3）參數(shù)變化要限定范圍（非定值控制，而是定范圍控制）注意：明確均勻控制意圖。4.1均勻控制問題的提出及特點(diǎn)均勻控制系統(tǒng)4.1均勻控制問題的提出及特點(diǎn)4.2均勻控制方案4.3均勻控制系統(tǒng)的理論分析4.4其他需要說明的問題

實(shí)驗(yàn)：均勻控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

第4章教學(xué)進(jìn)程4.2均勻控制方案常用的結(jié)構(gòu)形式4.2.1（1）簡(jiǎn)單均勻控制結(jié)構(gòu)與單回路相同，在控制器參數(shù)整定上不同，較大的比例度和積分時(shí)間（弱控制作用）適用于干擾不大，要求不高的場(chǎng)合

圖4-4串級(jí)均勻控制方案LCFC

LC

圖4-3簡(jiǎn)單均勻控制方案P86圖4-5液位和流量I0=IL-IF+IS，穩(wěn)定時(shí)，IL和IF的符號(hào)相反，抵消，IS

結(jié)構(gòu)與串級(jí)系統(tǒng)相同，主控制器與簡(jiǎn)單均勻控制器參數(shù)設(shè)置相同。常用的結(jié)構(gòu)形式4.2.1（2）串級(jí)均勻控制

（3）雙沖量均勻控制

“沖量”—信號(hào)，“雙沖量”—一個(gè)控制器綜合兩個(gè)測(cè)量信號(hào)，IFISI0=IL-IF+ISI0FC控制規(guī)律的選擇4.2.2不能加微分控制規(guī)律簡(jiǎn)單均勻：控制器——純比例，或比例積分串級(jí)均勻：主控制器——純比例，或比例積分副控制器——純比例，或比例積分雙沖量均勻：控制器——比例積分利：積分的引入對(duì)液位參數(shù)有利，液位不越限，高頻噪聲弊：積分的引入對(duì)流量信號(hào)不利，平衡狀態(tài)過程很短，積分飽和參數(shù)整定4.2.3串級(jí)均勻控制中的流量副控制器按普通流量控制器進(jìn)行整定，其它形式的控制器都需要按均勻控制的要求進(jìn)行整定。整定的原則——“慢”，過渡過程不能出現(xiàn)振蕩③根據(jù)工藝對(duì)流量和液位兩個(gè)參數(shù)的要求，適當(dāng)調(diào)整控制器的參數(shù)。①以保證液位不超出允許的波動(dòng)范圍，先設(shè)置好控制器參數(shù)。②修正控制器參數(shù)，充分利用容器的緩沖作用，使液位在最大允許的范圍內(nèi)波動(dòng)，輸出流量盡量平穩(wěn)。

方法和步驟：見P88

均勻控制系統(tǒng)4.1均勻控制問題的提出及特點(diǎn)4.2均勻控制方案4.3均勻控制系統(tǒng)的理論分析4.4其他需要說明的問題

實(shí)驗(yàn)：均勻控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

第4章教學(xué)進(jìn)程4.3均勻控制系統(tǒng)的理論分析常規(guī)的基于傳遞函數(shù)分析方法（略）課本中介紹的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)分析方法

G1V

G2V

G

圖4—6單輸入雙輸出均勻控制系統(tǒng)u1u2Gx1x2圖4—7雙輸入雙輸出均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)4.1均勻控制問題的提出及特點(diǎn)4.2均勻控制方案4.3均勻控制系統(tǒng)的理論分析4.4其他需要說明的問題

實(shí)驗(yàn)：均勻控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

第4章教學(xué)進(jìn)程4.4其他需要說明的問題氣體壓力與流量的均勻控制4.4.1對(duì)于汽相物料，前后設(shè)備間的均勻控制一般是壓力和流量的串級(jí)均勻控制，P90圖4-1