热控系统第五章.ppt

第五章 串级控制系统 cascade control system 第一节 串级控制系统的基本原理和结构 The basic theory and structure of cascade control system 锅炉过热汽温串级控制系统原理图 第二节 串级控制系统的分析The analysis of cascade control system 当干扰f经干扰通道WOf进入副回路后，首先影响副参数y2，于是副调节器立即动作，力图消弱干扰对y2的影响。 显然，干扰经过副回路的抑止后再进入主回路，对y1的影响将有较大的减弱。 第三节 串级控制系统的设计和调节器的选型 The design of cascade control system and option of controller 一、主、副回路的设计原则 （1）参数的选择应使副回路的时间常数小， 控制通道短，反应灵敏。 （2）副回路应包含被控对象所受到的主要干扰 一般应使副回路的频率比主回路的频率高得多，当副回路的时间常数加在一起超过了主回路时，采用串级控制就没有什么效果。 （3）主、副回路工作频率应适当匹配 为确保串级系统不受共振现象的威胁，一般取 式中：Td1为主回路的振荡周期；Td2为副回路的振荡周期。 二、主、副调节器的选型 1．副调节器的选型 副调节器的任务是要快速动作以迅速消除进入副回路内的扰动、而且副参数并不要求无差，所以一般都选P调节器. 如果主、副回路频率相差很大，也可考虑采用PI调节器。 2．主调节器的选型 主调节器的任务是准确保持被调量符合生产要求，不允许被调量存在静差。 因此主调节器一般都采用PI调节器，如果控制对象惰性区的容积数目较多，同时有主要扰动落在副回路以外的话，就可以考虑采用PID调节器。 ? 第四节 串级控制系统的整定The adjusting of cascade control system 一. 逐次逼近法 （1） 先整定副调节器WT2(s) 。在第一次整定副调节器时，断开主环，即按副回路单独工作时的单回路系统来整定副调节器WT2(s)的参数，记作[WT2(s)]1 。 （2） 根据[WT2(s)]1，整定主调节器WT1(s)。按单回路系统整定方法求出主调节器的参数，记作[WT1(s)]1 。 （3）据（2）得到的[WT1(s)]1，再整定副调节器WT2(s)。然后根据单回路系统的整定方法求出副调节器的参数，记为[WT2(s)]2 。 （4） 如果[WT2(s)]2的参数值与第（1）步得到的[WT2(s)]1的参数值基本相同，那么整定就告完成。两个调节器的整定参数分别为步骤（1）和（2）中求得的参数。否则应根据[WT2(s)]2重复步骤（2）、（3），直到出现两次整定结果基本相同时为止。 二. 两步整定法 1．先整定副调节器 当副回路受到阶跃扰动时，在较短时间内副回路控制过程就告结束；在此期间，主回路基本上不参加动作。可断开主回路,按单回路系统的整定方法整定副调节器WT2(s)的参数。 2．整定主调节器 在主回路中副回路可看作一个比例环节，可按单回路系统的整定方法整定主调节器WT1(s)的参数。 三. 补偿法 （1） 适当选择主调节器WT1(s)的参数，以造成一个动态特性较好的等效控制对象WO*(s)。等效控制对象WO*(s)只能在控制对象的原有基础上[WO1(s) 、WO2(s)], 通过选择WT1(s)的参数使它比较地有利于控制。这就是“补偿法”整定的概念。 （2） 选择好W1(s)的参数和得到了等效控制对象WO*(s)后，就可以按单回路系统整定等效调节器[WT1(s)WT2(s)]，从面得出副调节器WT2(s)的参数。 * 第二篇 复杂控制系统 complicated control system 第五章 串级控制系统 cascade control system 第六章 前馈控制系统 feedforward conrtrol system 第一节 串级控制系统的基本原理和结构 The basic theory and structure of cascade control system 第二节 串级控制系统的分析 The analysis of cascade control system 第三节 串级控制系统的设计和调节器的选型 The design of cascade control system and option of controller 第四节 串级控制系统的整定 The