过程控制25讲.pdfVIP

4.1.3串级控制系统设计 4.1.3串级控制系统设计 1.主变量的选择：同单回路被控量的选择相同 串级控制系统的主回路是一个定值控制系统； 对于主参数的选择和主回路的设计，可以按照单回路 控制系统的设计原则进行； 串级控制系统的设计主要是副参数的选择和副回路的 设计以及主、副回路关系的考虑。 1 4.1.3串级控制系统设计 2.副回路的设计： (从整个对象中选取一部分作为副对象) （1）副变量的选择应是物理上可测的，并应是副回路 的时间常数较小，调节通道短，反应灵敏。 如选炉膛温度对燃料干扰有较大的克服作用。 （2 ）副回路应包括尽可能多的扰动，包含对象所受的 主要干扰。 2 4.1.3串级控制系统设计 （3）应使主、副过程的时间常数适当匹配 T / T ＝3~10 01 02 若副回路用于克服强干扰， T / T 应大些； 01 02 若副回路用于减小容量滞后，或大时间常数的影响， T / T 适当大些； 01 02 若副回路用于克服对象的非线性， T / T 选小一些； 01 02 （4）副变量(回路)的选择应考虑经济性 3 4.1.3串级控制系统设计 3.主副调节器的控制规律的选择 主调节器：定值控制作用； 副调节器：随动控制作用； 主参数：允许范围很小，无余差，PI、PID调节； 副参数：允许有余差，P调节、放大系数大； 不引入积分：否则控制时间长； 不引入微分：因本身起快速作用，否则调节器控制 动作过大，对控制不利。 4 4.1.3串级控制系统设计 4.主副调节器的正反作用确定 (负反馈原则——多K乘积=＋) 例： 炉膛温度控制－－副回路 出口温度控制－－主回路 燃料调节阀－－气开式 加热炉控制系统 5 4.1.3串级控制系统设计 燃料调节阀－－气开式 K + ； K －+ v m2 调节阀开度增大，燃料增加，炉膛温度升高 －－K + 02 副回路为负反馈，则副调节器的放大系数Kc2应取正， 即为反作用调节器 炉膛温度升高，则炉出口温度也升高－－K01+ 主回路为负反馈，则主调节器的放大系数 Km1 －+ Kc1应取正，即为反作用调节器 6