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第10讲 均匀控制系统 主讲：左 燕 Email: yzuo@hdu.edu.cn 2010-04-15 特殊控制系统 比值控制系统 均匀控制系统 选择控制系统 分程控制系统 均匀控制系统 什么是均匀控制？ 什么场合的液位控制应按均匀控制来设计？ 均匀控制与一般液位控制在实施上有什么差异？ 均匀控制的由来 均匀控制（调节）系统是在连续生产过程中，各种设备前后紧密联系着的情况下提出来。 这种生产过程的前一设备的出料往往是后一设备的进料，而后者的出料又源源不断地输送给其他设备。生产工艺要求上有一定的矛盾需要权衡，如分别独立设计多个简单的单回路调节系统时，往往控制系统的工作相互之间存在矛盾，不能满足要求。 均匀控制是就控制方案所起的作用（控制目的）而言的。从方案的结构来看，它有时象一个单回路的液位或压力定值控制系统，有时又象一个液位与流量的串级控制系统。 均匀控制系统的特点 不同于常规的定值控制系统，而对被控变量(CV)与控制变量(MV)都有平稳的要求； 为解决CV与MV都希望平稳这一对矛盾，只能要求CV与MV都渐变。均匀控制通常要求在最大干扰下，液位在贮罐的上下限内波动，而流量应在一定范围内平缓渐变。 均匀控制指的是控制功能，而不是控制方案。 均匀控制系统示例 均匀控制系统示例 均匀控制系统示例 分析塔I和塔II的工艺特点 塔I对液位调节的要求不是很严格，只要液位不超出其上限即可 塔II对流量调节的要求，也不是使其进料流量恒定不变，限制的只是进料的变化速度。 均匀控制系统示例 均匀控制系统 均匀控制系统 怎样来实现均匀控制？ 采用的结构形式：单回路控制、串级控制、双冲量控制 单回路均匀控制 单回路均匀控制 串级均匀控制 串级均匀控制 串级均匀控制 串级均匀控制 双冲量均匀控制 均匀控制系统的分析 均匀控制系统的分析(续) 均匀控制系统的分析(续) 纯比例均匀控制系统的特点 可实现进出物料的自动平衡； 当物料的平均停留时间Th一定时，控制器增益Kc的减少可使出料更加平缓，但使液位的波动范围与余差同时增大； 为减少液位的调节余差，主控制器需要引入少量的积分作用。 串级均匀控制 串级均匀控制 均匀控制系统的PID参数整定 对于串级均匀控制系统的副调节器，应选择PI规律，按单回路工程整定法确定其PI参数。 对于主调节器，一般应选择纯比例规律，即积分时间足够大。通过调整增益Kc以使出料尽可能地平缓，而同时确保液位不超出允许范围。有时为减少液位的调节余差，可引入少量的积分作用，但积分时间应大于纯比例控制下系统对于主要扰动的恢复时间。 当液位测量噪声较大时，为避免出料流量的同频率波动，可对液位测量信号进行低通滤波。 小结 液位均匀控制系统与纯液位控制系统有何异同？在什么场合需采用均匀控制？ 在均匀控制中为什么推荐采用纯比例控制器？ * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 均匀控制系统的提出 均匀控制系统 当塔甲的进料量变化时，希望塔甲的液位h(t)与出料 qo(t)同时平稳，以确保后续设备进料波动的减少。 这完全不同于单纯的液位控制系统（那里只关心液位的平稳，而不关注控制变量的变化情况），而要求液位与出料 同时“均匀”地变化。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 解决方法：从工艺角度考虑，在两设备之间加贮槽 条件： 必须有储槽； 2）缓冲缸的积累量应于流量变化相适应 均匀控制系统 连续生产过程中，为节约设备投资和紧凑生产装置，往往设法减少中间储罐。 液位稳定 流量稳定 矛盾 均匀控制系统 Evaluation only. Creat