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6 特殊控制方法 本章学习内容 6.1 比值控制系统 6.2 均匀控制系统 6.3 分程控制系统 6.4 选择性控制系统 6.5 阀位控制系统 6.1.1 比值控制系统基本概念 凡实现两个或两个以上参数维持一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。一般是指流量比值控制系统。 K= Q2/Q1 在实际的生产过程控制中，比值控制系统除了实现一定的物料比例关系外，还能起到在扰动量影响到被控过程质量指标之前及时控制的作用，具有前馈控制的实质。 6.1.2 比值控制系统的分析 按比值的特点可分为定比值和变比值控制系统。 两个或两个以上参数之间的比值是通过改变比值器的比值系数来实现的，一旦比值系数确定，系统投入运行后，此比值系数将保持不变（为常数），具有这种特点的系统称为定比值控制系统。 两个或两个以上参数之间的比值不是一个常数，而是根据另一个参数的变化而不断地修正，具有这种特点的系统称为变比值控制系统。 （1）定比值控制系统 可分三类 ①开环比值控制系统 结构最简单的比值控制系统 ②单闭环比值控制系统 为克服开环比值控制系统不足，在其基础上，增加一个副流量的闭环控制回路，组成了单闭环比值控制系统。 优点：单闭环比值控制系统不但可以实现副流量跟随主流量的变化而变化，而且还可以克服副流量本身干扰对比值的影响，能够确保主、副两个流量的比值不变。同时，系统的结构比较简单，方案实现起来方便。 缺点：当主流量受到干扰出现大幅度波动时，副流量难以跟踪，控制过程中主、副流量的比值会较大地偏离工艺要求的流量比。 ③双闭环比值控制系统 为克服单闭环比值控制中主流量不受控制的不足，在其基础上，增设一个主流量控制回路，构成双闭环比值控制系统。 优点：双闭环比值控制系统能克服主流量扰动，实现其定值控制。副流量控制回路能抑制作用于副回路中的扰动，使副流量与主流量成比值关系。当扰动消除后，主、副流量都恢复到原设定值上，其比值不变，并且主、副流量变化平稳。当系统需要升降负荷时，只要改变主流量的设定值，主、副流量就会按比例同时增加或减小，从而克服了上述单闭环比值控制系统的缺点。 双闭环比值控制系统常用于主副流量扰动频繁，工艺上经常需要升降负荷，同时要求主、副物料总量恒定的生产过程。 在采用双闭环比值控制方案时，对主流量控制器的参数整定应尽量保证其输出为非周期变化，以防止共振的产生。 (2)变比值控制系统 当系统中存在着除流量干扰外的其他干扰，为了保证产品质量，必须适当修正两物料的比值。因此，出现了按照一定工艺指标自行修正比值系数的变比值控制系统。 6.1.3比值控制系统设计 1、 主、副流量的确定 (1)工业生产过程中起主导作用的物料流量一般选 为主流量，其它的物料流量选为副流量。 (2)在工业生产过程中不可控的或者工艺上不允许 控制的物料流量一般选为主流量，可控的物料 流量选为副流量。 (3)在生产过程中较昂贵的物料流量可选为主流 量，避免造成浪费。 (4)按生产工艺的特殊要求确定主、副物料流量。 2、控制方案的选择 （1）如果工艺上仅要求两物料流量之比值一定，负荷变化不大，主流量不可控制，则可选单闭环比值控制方案。 （2）在生产过程中，主、副流量扰动频繁，负荷变化较大，同时要保证主、副物料流量恒定，则可选用双闭环比值控制方案。 （3）当生产要求两种物料流量的比值能灵活地随第三个参数的需要进行调节时，可选用串级比值控制方案。 3、控制器控制规律的确定 （1）单闭环比值控制系统中，可选P控制规律或采用一个比值器；从动回路控制器选PI控制规律。 （2）双闭环比值控制系统中，两个调节器均应选PI控制规律。 （3）串级（变）比值控制系统，主控制器选PI或PID控制规律，副控制器选用P控制规律。 4、流量计或变送器的选择 流量测量是比值控制的基础，各种流量计都有一定的适用范围 ，必须正确选择使用。变送器的零点及量程的调整都是十分重要的 。 6.1.4 比值控制系统的实施 1、比值系数的折算 （1）流量与测量信号成线性关系 流量的任一中间值Q 所对应的电流为 