过程控制系统第八章第五六七八节
过程控制第8章_
基本控制规律及其对系统过渡过程的影响
双位控制 比例控制 积分控制 微分控制
模拟式控制器
基本构成原理及部件 DDZ-Ⅱ型电动控制器
内容提要
数字式控制器
数字式控制器的主要特点 数字是控制器的基本构成 KMM型可编程序调节器
可编程序控制器
概论 可编程序控制器的基本组成 可编程序控制器的编程语言 OMRON C 系列 PLC 应用实例
Βιβλιοθήκη Baidu
e p / 100% xmax xmin pmax pmin
（5-5）
比例度示意图
第二节 调节器的调节规律
1 pmax pmin 100% K P xmax xmin
结论
比例度δ与放大倍数KP成反比。
控制器的比例度δ越小，它的放大倍数KP就越大， 它将偏差（控制器输入）放大的能力越强，反之亦 然。
第二节 调节器的调节规律
控制器的基本控制规律
位式控制（其中以双位控制比较常用）、比例 控制（ P ）、积分控制（ I ）、微分控制（ D ）及 它们的组合形式，如比例积分控制（ PI ）、比例 微分控制（PD）和比例积分微分控制（PID）。
第二节 调节器的调节规律
一、双位控制
理想的双位控制器其输出p与输入偏差额e之间的关系为
过程控制课件 - 第8节解读
02 T02Gs 011s K01 / T01s 1, Gc1 s Kc1, Gm1 s Km1,G0' 2(s)
Kc2Kv
KGm022'K(s0)2 s 1
1
KK0c22' KvK02 T02s 1 T0K2'sc2K1vKm2K02 T02s
07:34
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Beijing University of Posts and Telecommunications
综上所述，串级控制系统的主要特点有： 1）对进入副回路的干扰有很强的抑制能力； 2）能改善控制通道的动态特性，提高系统的快速反应能力； 3）对非线性情况下的负荷或操作条件的变化有一定的适应能力。
1
K m2 02
Kc2
K1vKK02 c1TK10202'
KKc021KKvmK1 /m2TK020'2s
s 1
1T0KT2's0012s'
1
1
0
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1 Kc2KvKm2K02
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Beijing University of Posts and Telecommunications
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Beijing University of Posts and Telecommunications
过程控制系统教学大纲
教学大纲
英文课程名称：Process Control
课程编号：0201508
总学时：48 （其中理论课学时：44 实验学时：4）
总学分：3
先修课程：微机原理与接口技术、自动控制理论Ⅰ、检测仪表及检测技术
适用专业：自动化
开课单位：电子信息与控制工程学院自动化教研室
执笔人：张新荣审校人：刘星萍
一、课程教学内容
第一章绪论
第一节过程控制系统的组成及其分类
简单控制系统的组成；控制系统按照给定信号分类；按照控制结构分类。
第二节过程控制系统的特点
第三节过程控制系统的质量指标
第四节过程控制系统的发展概况
自动化控制系统的几个发展时期的时间。
第二章被控过程的数学模型
第一节概述
建立被控过程数学模型的目的；被控过程数学模型的类型。
第二节解析法建立过程的数学模型
单容水槽过程、双容水槽过程数学模型机理建模方法；液阻、液容的概念；阶跃响应曲线特点；有时延单容水槽过程、有时延双容水槽过程数学模型；多容过程数学模型。
第三节响应曲线辨识过程的数学模型
由对象阶跃响应曲线用作图法及两点法确定对象的传递函数。
第三章变送单元
第一节概述
变送的基本概念。
第二节差压变送器
各种差压变送器结构、原理、特点。
第三节温度变送器
温度变送器组成、工作原理及线性化原理。
第七节微型化、数字化和智能化变送器
变送器的发展趋势；各种微型化、数字化和智能化变送器的结构、原理。
第四章调节单元
概述
调节器基本概念；PID控制规律；各控制规律的特点；参数改变对控制质量的影响。
第一节 DDZ—Ⅲ型调节器
DDZ-Ⅲ型调节器输入部分；PI部分；PD部分；硬手动；软手动电路；输出部分工作原理。
过程控制 第8章特殊控制系统
由于系统在稳态下应保持它的测量信号I2与设定值 Io相等，则根据式（8-6）可得 Q2 Q1 max 2 （8-7） ( )
假设工艺要求主流量与副流量之比为
Q2 Q1 K
Q1 Q2 max
（8-8）
将式(8-8)代入式(8-7)得 2 Q1 max 2 K ( ) （8-9） Q2 max 以上式（8-9）中的就是电动DDZ-III型比值器 FY 所需的仪表比值系数。
8.1.3 比值控制系统的设计
1. 主从物料的选择 在比值控制系统中，主、从物料的选择影响系统的 控制方向、产品质量、经济性及安全性。主从物料的 确定是比值控制系统设计的首要一步。在实际生产中 ，主从物料的选择主要遵循以下原则。 （1）在可测两种物料中，如果一个物料流量是可 控的，另一个物料流量是不可控的。将可测不可控的 物料作为主物料，可测又可控的物料作为从物料。
由此可见，变比值控制系统是比值随另一个控制器输出 变化的一种比值控制系统。其结构是串级控制系统与比 值控制系统的结合。它实质上是一种以某种质量指标为 主变量，两物料比值为副变量的串级控制系统，所以也 称为串级比值控制系统。在变比值控制系统中，流量比 值只是一种控制手段，其最终目的通常是保证表征产品 质量指标的主被控变量恒定。
3. 双闭环比值控制 在比值控制精度要求较高而主物料Q1又允许控制 的场合下，很自然地就想到对主物料也进行定值控制 ，这就形成了双闭环比值系统。其工艺流程图和原理 方框图如图8-3所示。
计算机控制系统 第8章
北京航空航天大学
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8.2.1采样频率对系统性能的影响
6. 计算机字长与采样周期
由于字长有限，当Ｔ减小，所产生的量化误差会增 大。 当采样周期过小时，将会增大控制算法对参数变化 的灵敏度，使控制算法参数不能准确表示，从而使 控制算法的特性变化较大。 计算机的运算是串行的，系统管理、输入输出、控 制算法计算等各项任务都要占用一定的时间，故当 计算机的速度及计算任务确定后，采样间隔就要受 到一定限制。 计算机速度提高 ，T可以取得更小。 控制算法复杂性增加 ，计算工作量增加 ，限制T 的降低。
均值
方差 均值 量化误差的概率分布密度函数
q Biblioteka Baidu2
R E ( R ) R P( R )d R
q /2
1 R d R 0 q
1 2 q2 R d R q 12
2 R D( R ) ( R R )2 P( R )d R
北京航空航天大学
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8.1.4 减少量化效应的δ变换方法
δ变换的特点是，在小采样周期下，离散模型 近似于原连续模型，克服了z变换的不足；在 数字算法实现时有更好的数值特性。 1. δ变换的定义
z 1 或 z 1 T T
第八章控制系统工程设计 过程控制系统课件
根据国家行业标准《过程测量与控制仪表的功能标志及图形符 号》（HG/T 20505—2000），参照国家标准《过程检测和控制流程 图用图形符号和文字代号》（GB 2625—81），化工自控中常用的 图形符号及字母代号如下所述。
第八章 控制系统工程设计
8.1.2 工程设计的内容
过程控制的工程设计是以某一具体生产工序为对象，以这 种对象的生产工艺机理、流程特点、操作条件、设备及管道布置 状况为基础，按一定控制要求所进行的自动化设计。
在不同的设计阶段，其设计内容和设计深度也有所不同。由 于施工图设计资料既作为基建阶段施工安装的依据，又是正式投 产后对自控系统进行维护和改进的技术参考，因此，本章仅介绍 施工图设计阶段的主要设计内容。
T
温度
传送（变送）
U
多变量
多功能
多功能
多功能
V
振动、机械监视
阀、风门、百 叶窗
W
重量或力
套管
X
未分类
Y
供选用
Z
位置、尺寸
X轴
未分类
未分类
未分类
继动器（继电
Y轴
器）、计算器、
转换器
Z轴
驱动器、执行 元件
过程控制系统课件 第八章 第二节 串级控制系统
图8.6 串级控制系统框图的一般形式
4、对负荷变化的适应性强
主回路是一定值系统，副回
路是一个随动系统；副控制器的给定值适应负荷和操作条
件的变化，具有一定的自适应能力。
三、串级控制系统的应用
1、应用于容量滞后较大的过程 2、应用于纯时延较大的过程 3、应用于扰动变化激烈的过程 4、应用于参数互相关联的过程
前馈调节器的特性为
KF
Kf K0
c p (T2 T1 ) H0
2、动态前馈控制系统
必须根据过程扰动通道和控制通道的动态特性，采用专用的 前馈调节器。 由于工业过程数学模型复杂，实际上动态前馈补偿是有限的，
常规仪表难以实现完全补偿。
适用于工艺要求控制品质很高的场合。
3、前馈-反馈控制系统
⑷ 前馈控制只能抑制可测而不可控的扰动对被控参数的影响，
若扰动是不可测的，就不能进行前馈控制；
前馈控制是减少被控参数动态偏差的一种最有效的方法，但 在工业生产中无法采用。 应该把前馈控制和反馈控制结合起来。
二、前馈控制系统结构形式
1、静态前馈控制系统
静态前馈控制，是指前馈调节器的输出量仅是其输入量的函 数，与时间无关。其控制规律具有比例特性，
适当选择前馈调节器的传递函数，可以实现完全补偿，即 当Q(s) ≠0时，T(s)=0
过程控制 (8)25页
变送器的理想输入、输出特性成线性。
差压变送器：用来将差压、流量、液位等被测参数转换成统一标准信号，并
将此统一信号输出送给指示、记录仪表或调节器等，以实现对上述参数的显示、记录 和调节。根据敏感元件的不同，可分为膜盒式差压变送器、电容式差压变送器。
变送器
变送器是单元组合仪表中不可缺少的基本单元之一。 工业生产过程中，在测量元件将压力、温度、流量、 液位等参数检测出来后，需要由变送器将测量元件 的信号转换成一定的标准信号，送至显示仪表或调 节仪表进行显示、记录或调节。如压力变送器、差 压变送器、温度变送器、流量变送器、液位变送器 等。
根据变送参数不同可分为：压力、差压、温度、流 量、液位变送器等；
差压变送器
（1）气动差压变送器 气动差压变送器主要利用了力平衡原理，其敏感元件为膜片或膜盒，主要用于
测量液体、气体或蒸汽的压力、差压、流量、液位等物理量。 气动差压变送器可将压力信号成比例地转换成20-100KPa的统一标准气压信号，
送往气动单元组合仪表的调节器或显示仪表进行调节、指示和记录。 其杠杆系统形式有三种：单杠杆、双杠杆与矢量机构。
当满足
时， K 1
Po Pi
Adl1 Abl2
Ksp
第8章 先进过程控制技术
（4） （5） （6）
（7）
（8）
过程控制系统与仪表 第8章
所以 令 则
A'(t)
1 Ti
e(t)
y(t)dtdt
z(t)
1 Ti
e(t)
y(t)dt
A'(s) 1 Z(s) s
（9） （10）
因此，K0变化的模型参考自适应系统的调整环节
构成如下：
A(s) (U (s) A'(s)) (U (s) Z(s))
了控制系统的性能要求，可由比例、惯性与时延环节
组成。参考模型与实际过程输出的偏差称为模型误差，
即 E(s) Y， 它Xd可作为过程特性变化的识别。它通
过调整机构来修正被控系统参数，以便使其性能接近
参考模型性能。
X(s)＋
调节器
调整环节
G(s) U(s)
M(s)
A
－
Z(s)
过程
K 0e 0 s T0s 1
0
dt
将式（14）代入式（3）可得
J
0
2
e(t)(
dy(t ) )dt dt
将式（15）代入式（12）可得
（14） （15）
dA' dt
2
e(t)
dy(t) dt
dt
1 Ti
e(t)
dy(t) dt
过程控制系统
（3）对象特性的非线性
对象特性往往是随负荷而变的。当负荷不同时，其动态特性有明显 的差别，即具有非线性特性。如果只以较理想的线性对象的动态特性作 为控制系统的设计依据，则难以达到控制目的。
（4） 控制系统比较复杂
由于生产安全上的考虑，生产设备的设计制造都力求使各种参数稳 定，不会产生振荡，所以作为被控对象就具有非振荡环节的特性。热工 对象往往具有自动趋向平衡的能力，即被控量发生变化后，对象本身能 使被控量逐渐稳定下来，这种对象就具有惯性环节的特性。也有无自动 趋向平衡能力的对象，被控量会一直变化而不能稳定下来，这种对象就 具有积分特性。
自动化技术的前驱，可以追溯到我国古代，如指南车的出现。 至于工业上的应用，一般以瓦特的蒸汽机调速器作为正式起点。 工业自动化的萌芽是与工业革命同时开始的，这时的自动化装置 是机械式的，而且是自力型的。随着电动、液动和气动这些动力 源的应用，电动、液动和气动的控制装置开创了新的控制手段。
有人把直到20世纪30年代末这段时期的控制理论称为第一代 控制理论。第一代控制理论分析的主要问题是稳定性，主要的数 学方法是微分方程解析方法。这时候的系统（包括过程控制系统） 是简单控制系统，仪表是基地式、大尺寸的，满足当时的需要
如果一切条件（包括给水流量、蒸汽量等）都近乎恒定不变，只要
将进水阀置于某一适当开度，则汽包液位能保持在一定高度。但实际生 产过程中这些条件是变化的，如进水阀前的压力变化、蒸汽流量的变化 等。此时若不进行控制（即不去改变阀门开度），则液位将偏离规定高 度。因此，为保持汽包液位恒定，操作人员应根据液位高度的变化情况， 控制进水量
2019-第八章先进过程控制系统-PPT精品文档-文档资料
8.1 预测控制---控制算法
控制算法是找到一组能满足性能指标的 控制作用，使选定的目标函数最优。
控制作用
U (k ) [ u ( k ) ,u ( k 1 ) , ,u (k L ) ] T
控制步长
二次型目 标函数
预测步长：优化所顾及的时段
P
J i[yp(ki)yr(ki)]2 i1 非负加权系数，表示未来各采样时刻 的偏差在目标函数J中所占的比重
8.1 预测控制---预测模型
常用模型:脉冲响应模型、阶跃响应模型、可控自回归滑动平均模 型（CARMA）、可控自回归积分滑动平均模型（CARIMA）等。
设线性多变量系统的离散模型描述为：
输出
输入
干扰量
A (q 1 )Y (k ) B (q 1 )U (k 1 ) W (k )
A ( q 1 ) I A 1 q 1 A 2 q 2 A n q n ,A i R n n
k时刻预测模型的 输出值
引入反馈校正,有效克服了模型的不精确性和系统中存在的不确定 性所造正的不利影响，提高了系统的精度和鲁棒性。
电气工程系
Department of Electrical Engineering
8.1 预测控制---参考轨迹
考虑到过程的动态特性，为避免过程输出的急剧变化， 要求过程输出沿着事先指定的一条随时间而变化的轨 迹达到给定值，即参考轨迹。
第8章 先进过程控制技术
过程控制系统与仪表 第8章
随着过程工业日益走向大规模、复杂化、对生
产过程的控制品质要求越来越高，出现了许多过程、 结构、环境和控制均十分复杂的生产系统，出现了 先进过程控制APC（亦称高等过程控制）的概念。 关于先进过程控制，目前尚无严格而统一的定义。 习惯上，将那些不同于常规单回路PID控制，并具 有比常规PID控制更好控制效果的控制策略统称为 先进过程控制，如自适应控制、预测控制、专家控 制、模糊控制、神经网络控制、推理控制等都属于 先进控制。
过程控制系统与仪表 第8章
8.2.1自校正控制系统 自校正控制系统的原理图如图8.1所示：
控制器参数计算
参数辨识
x
控制器
u
被控过程
y
图８.1自校正控制系统框图
过程控制系统与仪表 第8章
根据具体生产过程的特点，采用不同的辨识算 法、控制规律（策略）以及参数计算方法可设计出 各种类型的自整定控制器和自校正控制系统。
y 0.68x 0.25
23
过程控制系统与仪表 第8章
8.3.2动态矩阵控制
1980年由Culter提出的动态矩阵控制DMC也是预 测控制的一种重要算法，DMC与MAC的差别是内部 模型不同。DMC采用工程上易于测取的对象阶跃响应 做为内部模型，在实际应用取得了显著的效果，并在 石化领域得到广泛的应用。 1．内部模型
过程控制系统第二版答案
过程控制系统第二版答案
【篇一：过程控制系统与仪表课后习题答案完整版】
>1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数
控制？
解答：
1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富
3．控制多属慢过程参数控制
4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规
范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程
控制系统由哪几部分组成？
解答：
过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。组成：参照
图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答：
分类方法说明：
按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制
系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数
字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控
制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（p）控制、比例积分（pi）控制，比例、积分、微分（pid）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开
环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制
系统等。
通常分类：
1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统
（2）随动控制系统（3）程序控制系统
2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统
（2）前馈控制系统
（3）前馈—反馈复合控制系统
1-5 什么是定值控制系统?
解答：
在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
过程控制系统(1)
第一章过程控制系统概述
1.五大参量：温度、压力、流量、物位（液位）、成分
2.过程控制系统的组成：控制器，执行器，被控过程和测量变送等组成；除被控对象外都是变送单元。
过程控制系统由两大部分组成:过程仪表和被控对象
过程控制系统由三大部分组成:检测变送单元，控制器，被控对象。
系统中的名词术语：
1）被控过程：生产过程中被控制的工艺设备或装置（即从被控参数检测点至调节阀之间的管道或设备）。
2）检测变送器：检测量转换为统一标准的电信号。
3）调节器（控制器）：实时地对被控系统施加控制用。
4）执行器：将控制信号进行放大以驱动调节阀。
5）被控参数：被控过程内要求保持稳定的工艺参数。
6）控制参数：使被控参数保持期望值的物料量或能量。
7）设定值：被控参数的预定值。
8）测量值：测量变送器输出的被控参数值。
9）偏差：设定值与测量值之差。
10）扰动作用：作用于被控对象并引起被控变量变化的作用。
11）控制作用：调节器的输出（控制调节阀的开度）。
控制器，执行器和检测变送环节称为过程仪表；过程控制系统由过程仪表和被控过程组成。
3.性能指标：包含了对控制系统的稳定性、准确性和快速性三方面的评价。
稳态误差ess：描述系统稳态特性的唯一指标（静态指标）。
衰减比n：n<1,表示过渡过程为发散振荡;
n=1,表示过渡过程为等幅振荡;
n>1,表示过渡过程为衰减振荡。
一般为4:1-10:1，4:1为理想指标，也是用来调试的。
前馈，反馈控制特点
（1）反馈控制系统：
根据系统被控参数与给定值的偏差进行工作；是按照偏差进行调节，达到减小或消除偏差的目的；偏差值是系统调节的依据；可以有多个反馈信号；属于闭环控制系统。
《过程控制系统》课程教学大纲
过程控制系统课程教学大纲
（ProcessContro1System）
学时数：40学时
其中：实验学时：
课外学时：
学分数：2.5
适用专业：电气工程与自动化
一、课程的性质、目的和任务
《过程控制系统》课程是电气工程与自动化专业的一门专业主干课程，具有很强的实践性。
通过本课程的学习，要使学生在掌握自动控制理论和过程检测与控制仪表等知识的基础上，用工程处理的方法去解决控制系统的分析、设计与研究方面的问题。
二、课程教学的基本要求
（一）单回路控制系统特点、适用场合及分析设计方法：
（二）深刻理解、牢固掌握各种复杂控制系统的特点、适用场合及分析设计方法；
（≡）通过对典型案例的学习，掌握对各典型单元操作静、动态特性的分析方法，和与之相匹配的典型控制方案的设计，了解其发展动态。
本课程总学时为40学时，2.5学分，设置在第七学期。其中相关实验安排在综合实验中。三、课程的教学内容、重点和难点
第一章单回路控制系统（10学时）
一、基本内容
本章是过程控制系统课程的基础。主要有单回路控制系统的方案设计、调节参数整定以及控制系统的投运等内容。
二、基本要求
1、了解过程控制系统工程设计概要；
2、了解和掌握单回路控制系统方案设计；
3、了解和掌握测量变送器选型；
4、了解和掌握执行器（调节阀）选型；
5、了解和掌握控制器（调节器）控制规律选取；
6、了解和掌握单回路控制系统参数整定和系统投运方法。
第二章复杂过程控制系统（16学时）
一、基本内容
主要介绍为提高控制品质或满足特殊操作要求的过程控制系统及应用中的有关问题。包括串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、分程控制、选择性、阀位控制和推断控制等系统结构及分析。
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注意：由于从动流量总要滞后于主动流量，所以动态补偿器一般应具有超前特性。
4．比值控制系统的实现 比值控制的具体实现方案有两种: 一、把两个流量的测量值相除，其商作为调节器的 反馈值，称为相除控制方案。
二、把一个流量的测量值乘以比值系数，其乘积作 为副调节器的设定值，称为相乘控制方案。
在工程上，具体实现比值控制时，通常有比值器、乘法器或除法器等单元仪表可供选用，相当方便。
第六节 均匀控制系统 1 均匀控制的提出与特点
1．均匀控制的提出 均匀控制系统具有使控制量与被控制量均匀缓慢地在一定范围内变化的特殊功能。
图示
控制目标： 1、 稳定塔A的液位 的方法： 增加中间储存容器 2、稳定塔B的进料流量 解决的方法： 采用均匀控制
解决
均匀控制的设计思想： 将液位控制与流量控制统一在一个控制系统中，从系统内部解决两种工艺参数供求之间的矛盾，即 使A塔的液位在允许的范围内波动的同时，也使流量平稳缓慢地变化。 液位控制时前后设备的液位、流量关系
20
2、比值控制系统中的非线性补偿
比值控制系统中的非线性特性是指被控过程的静态放大系数随负荷变化而变化的特性，在设计比值控制 系统时必须要加以注意。
（1）测量变送环节的非线性特性
流量与测量信号无论是呈线性关系还是呈非线性关系， 其比值系数与负荷的大小无关，均保持其为常数。但是， 当流量与测量信号呈非线性关系时对过程的动态特性却 是有影响的。
（3）实例计算 已知某流量比值系统采用差压式流量计测量主副流量，其最大量程分别为：
Q1max 12.5m3 / h Q2max 20m3 / h
工艺要求
K Q2 1.4 Q1
试计算不加开方器与加开方器后仪表的比值系数K’。
解: 不加开方器时:
加开方器后:
K' K2Q Q 2 12 2m maax x1.4212.2 5 2 020.766 K' 1.412.50.875
3．比值控制系统中的动态补偿
在某些特殊的生产工艺中，对比值控制的要求非常高，即不仅在静态工况下要求两种物料流量的 比值一定，而且在动态情况下也要求两种物料流量的比值一定。
为实现动态比值一定，必须满足
Q2 Q1
s s
K
K为常数
动态补偿器的传递函数为
G Zs1 G G m 1c2ssG G c202ssG G 02m 2ssq q1 2m m aax x
实例 硝酸生产控制系统
氧化炉温度串级－比值控制流程
2比值控制系统的设计
1、比值器参数的计算
如上所述，比值控制是解决不同物料流量之间的比例关系问题。当使用单元组合仪表时，因输入－ 输出参数均为统一标准信号，所以，比值器参数必须由实际物料流量的比值系数折算成仪表的标准统一 信号。以下分两种情况。
（1）流量与检测信号呈非线性关系
2、参数有变化，而且是缓慢地变化 因为均匀控制是前后设备物料供求之间的均匀，所以表征两个物料的参数都不应是某一
固定值。那种试图把两个参数都稳定不变的想法绝非均匀控制的目的。无需将两个参数平均 分配，而是视前后设备的特性及重要件等因素来确定其主次。
3、参数应在限定范围内变化 在均匀控制系统中，被控变量是非单一、非定值的，允许它们在一定的范围内变化，但
前塔的液位变化有一个规定的上、下限。同样，后塔的进料流量也不能超过它所能承受的最 大负荷和最低处理量，否则不能保证反应塔的正常工作。
K' K
q1max q2max
2
II1244
说明：当物料流量的比值一定、流量与其检测信号呈平方关 系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的 乘积也呈平方关系。
（2）流量与检测信号呈线性关系
K' Kq1max q2max
I2' I1'
4 4
说明：当物料流量的比值一定、流量与其测量信号呈线性 关系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之 比的乘积也呈线性关系。
过程控制系统第八章第五六七八节
1
要点
1）了解比值控制的工业应用背景，熟悉比值控制系统的结构类型； 2）掌握比值控制系统中比值器参数计算方法； 3）了解比值控制系统中的非线性补偿、动态补偿以及实施方案等； 4）了解均匀控制的特点及设计方法； 5）了解分程控制的特点及应用场合； 6）了解自动选择性控制的特点及应用场合。
（2）非线性补偿
为了克服这一不利影响，通常用开方器进行补偿，即在差压变送器后串接一个开方器，使流量与测 量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ号之间呈现线性关系。
差压变送器的输出电流信号与开方器的输出电流信号之间的关系为：
I2' 4 I2 4
测量变送环节和开方器串接后总的静态放大系数为：
K2'
I2' q2
q
q
4 q2max
2 20
常量，它已不再受负荷变化的影响
第五节 比值控制系统 1比值控制系统概述
工艺要求。。。
1、开环比值控制系统
问题：Q2容易受干扰和非线性的影响 而破坏Q1与Q2的比值关系。
2、单闭环比值控制系统
问题：这种单闭环 比值控制系统可以 精确的控制Q1与 Q2的比值关系但 Q1的值不可控。
3、双闭环比值控制系统
问题：该控制方案所用仪 表较多，投资较高。
其输入－输出关系有：
p2 k q22
p2max
k
q2 2max
采用DDZ－Ⅲ型仪表将差压信号线性地转换为 电流信号：
I2
p2 (204)4 p2max
测量变送环节是非线性的，其静态放大系数为：
K2
I2 q2
32
q q q2q2 0
2 2max
20
问题：当负荷增大时，调节器的整定参数如果不能随之改变，则系统的运行质量就会下降 。
图a图c是普通的单回路控制系统的控制结果，只有图b才体现了均匀控制的思想，即L和F 都缓慢波动且都稳定在一定范围内。
2. 均匀控制的特点 1、结构上无特殊性 同样一个单回路液位控制系统，由于控制作用强弱不一，既可以是单回路定值控制系统
，也可以是均匀控制系统。因此均匀控制是靠降低控制回路的灵敏度而不是靠结构变化获得 的。
比值设定方法：
给定值
F1T
F2T
F2 C
相乘比值
F1T
F2T
给定值
F2 C
相除比值
4、 变比值控制系统。。。
基于除法器的变比值控制
应该注意: 在变比值控制系统中，比值通常只是一种控制手段不是最终目的，而第三参数y(s)往往是 产品质量指标。
在有些生产过程中，要求两种物料的流量比随第三个工艺参数的要求而变化，也就是比值系数不 是固定的而是随工况而变化的，这就是变比值控制。