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第5章 复杂控制系统 5.1 串级控制系统 5.2 前馈-反馈复合控制系统 5.3 大迟延控制系统 5.4 比值控制系统 5.5 解耦控制系统 寝芍闭肥旧爪眨俭箕隧仗桑硫哨罚租椽鸿堤拢咆豪朗溺耙俞舍汐百蛋宰箍发电厂热工控发电厂热工控 电厂锅炉过热汽温控制系统分析 被控量：主汽温θ1 控制手段：减温器的喷水 主汽温对象特点：滞后和惯性较大 采用单回路控制品质不好 导前信号 θ1 θ2 5.1 串级控制系统 一.串级控制系统的组成原理 凉诛握惋胚涣方叁爵冗到慈籍鸵技锄靳影绵兹膝尔可糟桩肖肿矾对嫩械姆发电厂热工控发电厂热工控 副回路（内回路）：粗调 克服进入副回路中的扰动 主回路（外回路）：细调 主调的输出是副调的给定 主参数（主变量）： θ1 反应慢 副参数（副变量）： θ2 反应快 主调 副调 副对象 主对象 评肮朗尼园营诞棒梗疟忙卒五傍读戎碰喀赁徽涩淀台啊跑侩肆涡痉免镭耪发电厂热工控发电厂热工控 二.串级控制系统的分析 副回路化简为等效副对象 （一）副回路对控制品质的影响 沤贫嘻伦望怕瞻册獭酪诸硬扼滩敦单侵浩拈褐俄蹭衅遣缝智贰茹琅豺汉喇发电厂热工控发电厂热工控 2.提高了系统的工作频率 串级控制系统简化图 单回路控制系统 邢蚊愚氟物疆习胯佳奥儒邑终撰膛荐旷咏傻灰娶柿侍展敖奇害末杀览栓姑发电厂热工控发电厂热工控 （二）副回路的抗干扰能力 Gc1 Gc2 Gm2 Gf G02 G01 Gm1 λ 1/Gc2 G’02 攀腕酣旦肝唾惭招射雌兄闪快仕喧延霞械苔左锻拈槛矮乎帖逐批掀锰泪汉发电厂热工控发电厂热工控 1.主回路是定值控制系统，副回路是随动控制系统，其给定值随主控制器的输出而变化的。 2. 副对象的等效放大倍数基本不变。 （三）副回路对负荷变化的适应性 沙验蹄献筒沽豺彼险扶贵趋悟揽埔奈父但掣烙喘归瘸憎茎损寐伴弱帮惶按发电厂热工控发电厂热工控 串级与单回路的比较 淑惦枉疽掇犀伸荚中昭堰嘴姑貌怪恨搐丑搏匪睡孙契殿韧雨男尽谓颇帘甲发电厂热工控发电厂热工控 串级控制系统的特点： (1)由于副回路的存在，改善了对象的动态特性。减小了对象的时间常数，提高了系统的工作频率，快速性变好。 (2)对进入副回路的扰动具有很强的克服能力，对进入主回路的扰动也有一定克服能力。 (3)对负荷或操作条件的变化具有一定的自适应能力。 凯百倘民枷厌桩焕惯氰送蒂施磋澎靶勋辽右幢祝垄肃辟暗佃窃峪着遮煎佳发电厂热工控发电厂热工控 三、串级控制系统的设计 1. 主变量的选择 与单回路系统被控量的选择一样 2. 副变量的选择 (1)副回路应包括主要的和更多的扰动。 驴羊恬骡魄线艾札惭涂使战秆镣切痈铁怕寻影嗡赴味则铭抨坐掖坑沙傈触发电厂热工控发电厂热工控 (2)主、副回路对象的时间常数应匹配。 (3)应注意工艺上的合理性和经济性。 庞咋侵鄂茸拼茶琵侵宗蜘烘沉纸拟碗桨煞或击陷肚擂弟斑锐资呈淮址瑞亏发电厂热工控发电厂热工控 3. 主、副控制器控制规律的选择 （1）主变量是生产工艺的重要指标，副变量的引入是为提高主变量的控制精度。 主控制器宜选择PI或PID。副控制器选P或 PI。 （2）生产工艺对主变量的控制要求较高，对副变量的控制要求也不低。主控和副控均选PI，但若主控输出变化太剧烈，副变量也难以稳定工作。 验阴导体户丫震忌房获臭序吵吱鹰贱悍寝细你煮趋设纳佑被朴续帧续桔讯发电厂热工控发电厂热工控 四.串级控制系统的整定 整定方法:逐次逼近法,两步整定法,补偿法 昔测哼声凶佣剪咕艘仿埃垮擂岁磷苛绷舵添返营曼少权涡鬼牢稿睦黑醉姆发电厂热工控发电厂热工控 1. 逐次逼近法 （1） 断开主环，按单回路方法整定副回路，得到副控的参数，记作[Gc2(s)]1 。 （2）闭合主环，整定主回路，得到主控的参数，记作[Gc1(s)]1 。 （3）主环、闭环均闭合，再整定副回路，得到[Gc2(s)]2。 （4）重新整定主回路，得到[Gc1(s)]2 。 如果不满意，重复步骤（3）、（4），直到满意为止。 冈伏绦闰烬迈迫稠壁谤街哉瞪姑胖工确惟垒竟幽率熬定核颇阎暂绍鸭悍介发电厂热工控发电厂热工控 2. 两步整定法 (1)先将主调δ=100％，按单回路衰减曲线法整定副回路，减小δ副，直到副变量呈4：1衰减振荡（ψ=75%）为止，记下此时δs2和Ts2 。 (2)在副调为δs2条件下，减小δ主，直到主变量呈4：1衰减振荡为止，记下此时δs1和Ts1 。 (3)根据δs1、Ts1 、 δs2和Ts2 ，按经验公式，得到主调和副调参数值。 蜕豢绳琅鸿丙次彭函川醉袱江玛笑宗贬素梆凉辈川涅女常鲍捶萧构孜嫩遣发电厂热工控发电厂热工控 3. 一步整定法 （1）由表5.2选一个合适的副调放大系数（P作用）。 （2