过程控制系统结构设计和专家系统的应用系列讲座：第4讲 耦合性分析过程控制系统结构设计和专家系统的应用系列讲座：第4讲 耦合性分析.pdfVIP

维普资讯 56 炼油化：[自动化 过程控制系统结构设计和 专家系统的应用系列讲座 ’析江太学 砀Jt 王骥程 第四讲 耦合性分析的设计方法 [摘要]率讲给出耦台性的基率概念之后，详细夼绍丁辐 台性的稳志度量和动态度量方j击。这类定量的拧 制系统耦台性分析方法是提高拄制系统设什水平，评判设计质量的有效工具 率讲在总结了利用耦台性分析 设计控翻系统结构曲基奉步骤之后，给出了一豢设计宴戗a 一 、 控制回路之 间的耦合性 一 方面，当进料浓度发生变化或者出料 任何一个化工过程控制系统通常是 由众 浓度的设定值变化时，回路 1将改变进料流 多控制 回路构成的，这些众多的控制回路同 龟从而补偿这些变化对 出料浓度 的影响。由 时作用在 同一化工过程的不 同部分，获得整 于进料流量的变化将影响反应温度，从而 回 体 的控制 目的。 路2’发生作用， 自动改变冷剂流量以补偿温 、 考虑 图1所示连缕搅拌反应 器(CSTR) 度的变化。另一方面，当进料温度变化或者 的控制系统，它 由反应温度控制回路，反应 反应器温度设定值变化时，回路 2自动改变 物浓度控制回路构成。 冷剂流量来补偿这些变化。然而，冷剂流量 对出料浓度也有影响。上述两回路之间的关 系可 以用图 2表示。其中Gc：、Gc分 别为 浓度嗣节器 、渝 度 调节 器 的 传 递 函数， (H… s)： 为传递函数矩阵的元素 。 综上所述，在每一控制回路灼被控变量 与调节变量之间存在着 两 种 作 用：直接作 料璇- 用，间接作用。如图2虚线所示，在c与F 图 1 CSTR的控 制 系统 之 间，F 通过H 对C产 生 直 接 作用 ，F 通过H 影 响T，由于调节 器 Gc；的作用改 变F ，再通过H 对C产生间接作用。被控 变量与调节变量之间的间接作用构成了控制 回路之间耦舍性的实质 。 图2中控制系统的特征方程为 ( 1+H llG “) (1 ÷H22Gc；) 一 H 2H 2 GclGc；= 0 (1) 如果回路之间没有耦合，则它们的特征方程 囝 2 CSTR控制 系统方 框 图 为 维普资讯 第 6燃