均匀控制系统
均匀控制系统全
K p K m Kv Kc (1 K p K m Kv Kc )
=
(Tp (1 K p Km Kv Kc ))s 1
（a） 原理图 （b）方块图
2.2.4 均匀控制系统的理论分析
❖ 在一般情况下的简单均匀控制，建议采用纯比例 控制，这是因为：
❖ ①纯比例控制仪表投资可减少，可以用变送器代 替100%调节器。
因此在参数整定时，应加以注意，若参数整定 得当，能使液位和流量品质都好，若整定不当， 两者指标都差。
工艺改革解耦示意图
2.2.1 均匀控制系统的由来和目的 解决问题的方法： 2.设置均匀调节系统
(a) 均匀控制曲线
（b) 均匀控制系统图
2.2.1 均匀控制系统的由来和目的 解决问题的方法： 3.采用解耦控制系统
解耦控制系统方框图
2.2.1 均匀控制系统的由来和目的 ❖ 均匀控制系统
均匀控制输出曲线图
❖ ②从求得的传递函数可以看出液位与流量具有很 好的同步性（如图所示）。
❖ 由于同步性，输出流量
的变化总比输入流量变化幅
度小，静态增益始终比1小，
并且输入频率越高，输出
液位与流量的同步特性图
2.2.4 均匀控制系统的理论分析
❖ 变化越小（缓冲的好），具有低频通过，高频滤掉特性。 ❖ ③由于输出变化小（在流速恒定下）通过流出管道的最大
适用于控制阀前后 压力干扰和自衡作用 较显著而且对流量的 平稳要求又高的场合。
2.2.3 均匀控制方案
3.双冲量均匀控制系统
（a） 原理图
（b）方块图
双冲量均匀控制是以液位和流量两信号之差（或和）为 被控 变量来达到均匀控制目的的系统。
2.2.4 均匀控制系统的理论分析
均匀控制系统
串级均匀控制方案能克服较大的干扰，适用于系统前后压力波
动较大的场合。
3.双冲量均匀控制系统
I
LT
S
I
+
L
I
O
I
FC
F
双冲量均匀控制系统是串级均匀控制系统的变形，它用一个加法器 来代替串级控制系统中的主调节器，把液位与流量的两个测量信号 通过加法运算后作为调节器的测量值。以塔釜液位与输出流量信号 之差为被控参数，通过均匀控制使两者能均匀缓慢变化。
三.控制系统的参数整定
整定的主要规则是一个“慢”字，即过渡过程不允许出现明显的振荡，可以采用看曲 线调参数的方法来进行。它的具体整定规则和方法如下：
（1）先保证液位不会超过允许波动范围设置控制器参数； （2）修正控制器参数，使液位最大波动接近允许范围，使流量尽量平稳（均匀控制系统一般 采用P或PI控制规律。） （3）根据工艺对流量和液位两个参数的要求，适当调整控制器的参数
IS
G s G s C O2 G s
m2
F G s L O1
Gm1s
图 6.精馏塔液位与出料量的双冲量均匀控制系统方框图 可以清楚的看出，它具有串级的优点。其主调节器可看成是k=1的 纯比例调节器。副环是流量回路，对于直接进入流量回路的干扰 F （如控制阀前后的压力干扰等）通过副环的快速作用，可以得到很 快克服。因此控制器参数整定可按串级副控制器原则进行。很显 然，由于主调节器（即液位调节器）的放大倍数不能调整，所以要 求液位和流量变送范围选择合适。
3.概念
在有扰动时，两个变量都有变化，而且变化幅度均匀 协调，共同来克服扰动，只要对控制器的参数进行调
整，延缓控制速度和力度，这种控制系统统称为均匀
2.2 均匀控制系统
2.2.3 均匀控制系统的分析（自学） 作业：P.134，3
2.2.4 其它问题 一. 气体压力与流量的均匀控制 压力对象的自衡能力比液位强， 应采用串级控制系统。
PC FCБайду номын сангаас
二. 其它类型的均匀控制 可采用非线性控制等方法实现。
LT
LC
LC
FC
⒊ 双冲量均匀控制
I O I L I F IS IS
LT +
IO
FC
IL
控制器的输入为两个测量信 号的差值再加一个偏移量。
IF
GO1 s L
IS
s GO2 s F GC G s m2 Gm1 s
适用于重视液位的场合。 思考题：如何设置调节器正反作用？
二. 控制规律的选择 简单均匀控制系统：比例；比例积分。 串级均匀控制系统：副回路：比例。 主回路：比例或比例积分。 双冲量均匀控制器：比例积分。 所有均匀控制器一般不加微分作用。
三. 参数整定 ⒈ 整定原则 ⑴ 最大限度地利用容器的缓冲作用，使液位在最 大允许范围内波动，不超出允许范围。 ⑵ 流量尽量平稳。 ⑶ 兼顾液位和流量两个参数。 ⒉ 整定方法和步骤 ⑴ 纯比例控制 ① 先将比例度放在保证液位不超出允许范围的值。 ② 观察，若液位液位不超出允许范围，可适当增 加比例度，液位质量变坏，流量变好。 ③ 如发现液位超出允许范围，减小比例度。 ④ 反复调整比例度，直到液位和压力都满足工艺 要求为止。
⑵ 比例积分控制 ① 按纯比例控制整定，得到合适的比例度。 ② 适当增加比例度，加入积分，逐渐减小积分时 间，直到流量将出现周期性衰减振荡为止，而液 位有回复到给定值的趋势。 ③ 反复调整参数，直到液位和压力都满足工艺要 求为止。 均匀控制在结构上与单回路等差别不大，甚至相 同，只是参数整定时兼顾了控制变量和受控变量 的稳定情况。
《均匀控制系统》课件
其他领域的应用案例
工业生产：如钢铁、化工、食品等
医疗：如医疗设备、药物输送等
农业：如灌溉、施肥、病虫害防治等
环保：如污水处理、空气净化等
交通：如交通信号灯、交通流量控制等
智能家居：如智能照明、智能空调等
总结与展望
均匀控制系统的发展历程与现状
均匀控制系统 的起源：20世 纪初，为了解 决工业生产中 的温度、压力 等参数控制问 题，均匀控制 系统应运而生。
均匀控制系统未来的发展趋势
智能化：引入 人工智能技术， 实现系统的自 主学习和自适
应控制
网络化：通过 网络技术实现 系统的远程监 控和远程控制
集成化：将多 个控制系统集 成为一个整体， 提高系统的稳 定性和可靠性
绿色化：采用 环保技术和材 料，降低系统 的能耗和污染
排放
均匀控制系统的重要性和意义
系统测试：在实际环境中进行系统测试， 验证控制效果
优化改进：根据测试结果对系统进行优 化和改进，提高控制效果
均匀控制系统的设计实例
设计目标：实现系 统的稳定和均匀控 制
设计方法：采用 PID控制算法
设计步骤：确定系 统参数、设计控制 器、仿真验证
设计结果：系统稳 定，控制效果良好
均匀控制系统的实 现与优化
均匀控制系统概述
均匀控制系统的定义
均匀控制系统是一种自动控制系统，用于控制物理量或化学量的均匀性。
均匀控制系统的主要任务是保持被控对象的状态或输出在一定范围内，避 免过大的波动。
均匀控制系统广泛应用于化工、冶金、电力、石油等行业。
均匀控制系统的设计和实现需要考虑被控对象的特性、控制目标和控制策 略等因素。
均匀控制系统的应用领域
工业生产：如化工、制药、食品等 环境控制：如空调、通风、空气净化等 交通控制：如汽车、火车、飞机等 医疗设备：如呼吸机、心电图机、血液透析机等
均匀控制系统
§2 均匀控制系统
均匀控制系统：以控制方案所起作用而 言，因为从结构上无法看出它与简单控制系 统和串级控制系统的区别。 均匀控制系统应具有如下特点： （1）允许表征前后供求矛盾的两个变量在 一定范围内变化。 （2）又要保证它们的变化不过于剧烈。 均匀控制系统是系统 如图9－10所示。从结构上看，该控制系 统与简单控制一样。“均匀”主要体现在控 制器参数整定时，要按照均匀控制思想进行。 通常采用纯比例控制器，且比例度放在较大 的数值上，同时观察两个被控变量的过渡过 程来调整比例度。为了防止液位超限，可以 引入弱积分作用，但微分作用与均匀控制思 想矛盾，不能采用。
解决方案： （1）在甲、乙两塔间增加中间储罐，但这 样导致流程复杂，投资增加等，而且有些工 艺由于连续性要求，不允许增设中间储罐。 （2）冲突双方各自降低要求，以求共存。 均匀控制体现了这种思想。 由于冲突双方降低了要求，如允许液位 和流量在一定范围内波动，就可以采用均匀 控制。
（a）为无法实现的两个控制目标 （b）为调整后体现均匀控制思想的可以实现的控 制目标。
图9－10 简单均匀控制系统
2、串级均匀控制系统 上述简单均匀控制虽然结构简单，实现 方便，但存在问题： 对于压力扰动反应不及时。 当系统自衡能力较强时，控制效果较差。 解决方法：串级均匀控制。如图9－11所 示。
图9－11 串级均匀控制系统
从结构上看，串级均匀控制与液位－流 量串级控制系统完全一样。副控制器中副变 量的控制要求不高，而这与均匀控制的要求 相似。该系统中，副环用来克服塔压变化， 主环中，不对主变量提出严格的要求，采用 纯比例，一般不用积分。整定控制器参数时， 主副控制器都采用比例控制，比例度都较大， 整定时主要看主、副变量能否“均匀”地得 到控制，而不是要求它们的过渡过程呈某衰 减比。
15均匀控制系统
第七章之三 均匀控制系统
《化工过程自动化技术》
3、双冲量均匀控制 、 结构上相当于两信号之差为被控量的单回路调节， 结构上相当于两信号之差为被控量的单回路调节，通常采用 PI调节规律，参数整定按均匀的要求进行。 调节规律， 调节规律 参数整定按均匀的要求进行。 P
S
PO 为气动加法皿,其输出 设 Σ 为气动加法皿 其输出 Σ PL PO=PL-PF+PS+C PF C为可调偏置 为可调偏置 PL↑，P0↑ 阀开大 PF↑，P0↓ 阀关小 总的看来，其与简单回路相似，参数整定方便； 总的看来，其与简单回路相似，参数整定方便； 又兼顾了液位和流量的变化，具有串级的优点。 又兼顾了液位和流量的变化，具有串级的优点。
《化工过程自动化技术》
LC FC
第七章之三 均匀控制系统
《化工过程自动化技术》
需要指出 ，有些容器通过进料阀控制液位，所以也可 采用液位调节器对进料流量进行调节；当物料为气体 时，前后设备的均匀是前者的压力与后者的进气流量 间的均匀，如脱乙烷塔。 串级均匀中，由于增加了副回路，故抗干扰能力增强， 主要适用于： (1)容器内压力或排出端压力波动较大及液位自衡作用 显著的场合； (2)采用离心泵抽出，且泵的流量特性受压力波动影响 较大的场合。
第七章之三 均匀控制系统 一、均匀控制的概念
《化工过程自动化技术》
1、均匀控制的产生 连续生产中，往往希望保证塔1的液位恒定， 连续生产中，往往希望保证塔1的液位恒定，故设置液位 控制系统；同时又设置流量控制系统。 控制系统；同时又设置流量控制系统。而两个系统间互 相矛盾，即需要一个能解决矛盾， 相矛盾，即需要一个能解决矛盾，使前后两设备互相协 调兼顾的控制系统。 调兼顾的控制系统。 2、均匀控制的目的 着眼于物料平衡，使两个工艺参数在规定范围内缓慢、 着眼于物料平衡，使两个工艺参数在规定范围内缓慢、 均匀地变化，使前后设备在物料供求上互相兼顾， 均匀地变化，使前后设备在物料供求上互相兼顾，互相 协调。 协调。
过程控制-4.5-均匀控制系统
其中h(t)、 qi(t)、 qo(t)分别为液位与进出流量的归一化值。
均匀控制系统的分析(续)
Hsp(s)
＋ －
Gc
qo(s) ＋
－
qi(s) 1 Th s
H(s)
对于纯比例控制器Gc = Kc，可得到的闭环特性为：
H max
Kc
Q2 m ax Q2 m in H m ax H m in
H min
Q2 SVQ 2
Q2 min
Q2 max
均匀调节系统
PI型 如果工艺上要求把液位保持较准，则利用PI型，这样塔釜液位不会因同向干扰 连续作用下的积累而超过它的上下限，但流量的平稳性就要差一些。 对于这种调节器的经验整定方法，是根据容槽的停留时间来确定整定参数的大
F
FC
P0
PL
PS
PQ
去后装置
F2
控制器 控制阀 测量变送
PL
流量对象
Q
F1
液位对象
L
PQ
P0
PS 偏置信号析： ①冲量：指引入控制系统中的测量信号而言。 ②由两个参数之差为被控变量组成均匀系统 ③与串级相比，用一个加法器代替主控制器 (2) 具体动作过程： 1)加法器运算公式：Po=PL-PQ+PS PS为偏置信号 2)稳态时：Po=Pr 阀门有一个开度 3)调节过程： ① Lo→L1↑→PL↑→Po↑→V↑→Qo↑→L1↓ ②V↑→Qo↑→PQ↑→Po↓→V↓ （总的流量也增加） ③当Po=Pr时，阀又处于新的开度（L→L2，Qo→Q2） (3)特点： ①用减法器代替调节器 ②结构简单，性能好 ③参数整定方便
均匀控制系统特点
均匀控制系统特点
1. 均匀控制系统的特点之一就是它的稳定性特别棒呀！就好比在波涛汹涌的大海中，它能像定海神针一样保持平稳呢！比如在化工生产中，即使各种条件不断变化，它依然能让整个过程稳稳当当，不会出大乱子哦！
2. 你知道吗，均匀控制系统的协调性超厉害呢！就如同一个优秀的交响乐团指挥，能让各种乐器和谐共鸣。
像是在复杂的工艺流程中，它能巧妙协调各个环节，共同奏出美妙的“生产乐章”。
3. 哇塞，均匀控制系统的适应性可强了啦！简直像个打不死的小强。
不管遇到多么严苛的环境或复杂的状况，它都能迅速适应并发挥作用哦。
比如在一些特殊的工业场景里，它就能很厉害地适应并保证生产的稳定进行呀！
4. 嘿，它的精准性也是超赞的哟！可以说像神枪手一样，指哪打哪。
就以液位控制为例，均匀控制系统能精准地控制液位，几乎没有误差，是不是很牛？
5. 哎呀呀，均匀控制系统的灵敏性可好啦！这就如同猫咪的反应一样敏捷呢。
当有任何细微的变化时，它能瞬间感知并做出调整，保证生产安全又高效呀。
6. 还有哦，均匀控制系统的智能性简直了！可以类比为一个超级聪明的大脑，它能够自主学习和优化。
例如在长期的运行中，它能不断改进自身的控制策略，变得越来越厉害哦！
我的观点结论就是：均匀控制系统有着各种超棒的特点，能在很多领域大展身手，为生产和生活带来极大的便利和保障呀！。
均匀控制系统课件
压力控制系统
总结词
压力控制系统是一种通过调节压力来保持压力稳定和均匀分 布的控制系统。
详细描述
压力控制系统通常由压力传感器、控制器和调压阀组成。传 感器检测压力，并将信号传输给控制器，控制器根据设定值 和实际值的差异，调整调压阀的开度，以保持压力的稳定和 均匀分布。
流量控制系统
总结词
流量控制系统是一种通过调节流量来保持流量稳定和均匀分布的控制系统。
04
自适应控制
用于处理未知参数或 模型误差的控制方法 。
03
均匀控制系统实例
Chapter
温度控制系统
总结词
温度控制系统是一种常见的均匀控制系统，用于保持温度的稳定和均匀分布。
详细描述
温度控制系统通常由温度传感器、控制器和加热器组成。传感器检测温度，并 将信号传输给控制器，控制器根据设定值和实际值的差异，调整加热器的功率 ，以保持温度的稳定和均匀分布。
控制系统中的可穿戴技术与虚拟现实技术
总结词
可穿戴技术和虚拟现实技术的发展为控 制系统带来了新的交互方式和体验，使 得控制系统的操作更加直观和便捷。
VS
详细描述
可穿戴技术可以通过智能手表、眼镜等设 备实现与控制系统的实时交互，而虚拟现 实技术则可以通过模拟真实场景，让用户 更加直观地了解和控制系统。这些技术的 应用将极大地改善控制系统的用户体验， 提高其易用性和可操作性。
物联网与控制系统的融合
总结词
物联网技术的快速发展为控制系统带来了新的变革，使得控制系统的范围和功能得到了极大的扩展和提升。
详细描述
通过物联网技术，可以实现远程监控、数据共享和控制，使得控制系统的应用场景更加广泛。同时，物联网技术 还可以与其他先进技术如人工智能、云计算等结合，形成更加智能化的控制系统。
过程控制系统—均匀控制系统(工业仪表自动化)
课程导入
阀2
阀1 图1 前后精馏塔的供求关系
均匀控制原理
1.两个变量在控制过程中都应该是缓慢变化的。 2.前后互相联系又互相矛盾的两个变量应保持在所允许的范围内波动。
均匀控制原理
图2 前一设备的液位和后一设备的进料量之关系 1—液位变化曲线；2—流量变化曲线
简单均匀控制系统
目的
为了协调液位与排出流量之间的关 系，允许它们都在各自许可的范围内 作缓慢的变化。 满足均匀控制要求的方法
通过控制器的参数整定来实现。
图3 简单均匀控制
串级均匀控制系统
可在简单均匀控制方案基础上 增加一个流量副回路，即构成串 级均匀控制。
图4 串级均匀控制
串级均匀控制系统
特点
由于增加了副回路，可以及时克服由于塔内或排出端压力改 变所引起的流量变化。
串级均匀控制系统协调两个变量间的关系是通过控制器参数 整定来实现的。
在串级均匀控制系统中，参数整定的目的不是使变量尽快地 回到给定值，而是要求变量在允许的范围内作缓慢的变化。
串级均匀控制系统
参数整定的方法
由小到大地进行调整。 串级均匀控制系统的主、副控制器一般都采用纯比例作用的。 只在要求较高时，为了防止偏差过大而超过允许范围，才引入 适当的积分作用。
小结
均匀控 制系统
均匀控制系统。 简单均匀控制系统。 复杂均匀控制系统。
思考
什么是均匀控制系统？
均匀控制系统的应用场合
均匀控制系统的应用场合
《均匀控制系统的应用场合》
均匀控制系统是一种广泛应用于各个领域的控制技术，其具有稳定性好、响应速度快、能耗低等特点，因此在许多应用场合中能够发挥重要的作用。
首先，均匀控制系统在工业自动化领域有着广泛的应用。
在工业生产中，许多过程需要精确地控制，比如生产线上的机械运动、液体、气体的流动等。
均匀控制系统通过传感器获取系统的实时信息，并通过控制器对系统进行调节，实现精确控制。
这不仅可以提高生产效率，还可以降低能耗，提升产品质量。
其次，均匀控制系统在交通运输领域也有着广泛应用。
随着智能交通技术的发展，交通运输系统需要更加高效、安全地管理车辆流量。
均匀控制系统可以通过传感器获取交通路况信息，并根据实时数据对交通信号灯进行智能调节，以实现交通流量的平衡和优化。
这有助于缓解道路拥堵，提高交通运输效率，保障行车安全。
此外，均匀控制系统在能源管理领域也得到了广泛应用。
能源管理是当前社会重要的课题之一，如何合理利用能源资源，提高能源利用效率成为了各个领域面临的重要挑战。
均匀控制系统可以通过传感器监测能源使用情况，并根据实时数据进行控制调节，使能源的利用更加均衡和高效。
这有助于减少能源的浪费和污染，提高能源利用的经济性和可持续性。
综上所述，《均匀控制系统的应用场合》介绍了均匀控制系统在工业自动化、交通运输和能源管理等领域的广泛应用。
通过精确控制，均匀控制系统可以提高工业生产效率，优化交通流量，改善能源利用效率，为社会的发展和进步做出贡献。
过程控制 第6章 均匀控制系统-xu
1 均匀控制系统的基本概念 2 均匀控制方案
1 均匀控制系统的基本概念
一般控制系统要求：快速、稳定、准确 定值控制系统：被控量快速、稳定、准确达到给 定值。控制变量可能有大幅度的变化。 是不是适用控制系统的所有情况？
例: 连续生产过程 塔1液位控制系统 塔2流量控制系统
两个系统相互关联。如果为 保证一个系统控制质量可能 引起另一个的剧烈变化。
FC 塔1液位 塔2流量
LC
2） 控制规律的选择
1.简单均匀控制系统： 控制器一般采用纯比例作用。有时防止干扰作用下超 出允许范围，也可采用比例积分控制规律。
2.串级均匀控制系统： 主控制器一般采用纯比例作用；也可采用比例积分控 制规律。 副控制器一般采用纯比例作用。
均匀控制系统是否引入积分作用？
塔1液位 LC 塔2流量
2 均匀控制方案
1) 常用几种结构形式 2) 控制规律的选择 3) 参数整定
1) 常用几种结构形式
简单均匀控制 结构形式与单回路控制系统完全一致。 优点：结构简单，成本低，投运方便。 缺点：抗干扰能力低，适用于控制要求不高的场合。
塔1液位 塔2流量
抗干扰能力：对连续工作两个相关 参数，主要指控制参数抗干扰能力
LC
控制强度整定，使得相关参数 均匀缓慢变化
串级均匀控制 结构形式与串级控制系统完全一致。 目的：引入流量控制副回路，克服压力波动及控 制阀特性对流量的影响。 优点：能克服较大的干扰(会引起流量剧烈波动)， 适用于系统前后压力波动等干扰较大的场合。
加上流量副回路：克服干扰，快 速跟随主回路的均匀控制要求 主回路：均匀控制 副回路：快速跟随
3） 参数整定
整定原则：
1、保证液位不超出允许的波动范围，按照单回路整定 参数或设置经验控制器参数。 2、修正控制器参数，充分利用容器的缓冲作用，使液 位在最大允许范围内波动，同时输出流量尽量平稳。 3、根椐工艺，对流量和液位两个参数的要求，适当调 整控制器参数。
均匀控制系统
位控制系统（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。
一、 均匀控制问题的提出及概念
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。
为了将石油裂解气分离成甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯 等，前后串联了八个塔，除了产品塔将产品送至储罐外， 其余各塔都是物料连续送往下一个塔进行再分离。为了保 证精馏塔生产过程稳定地进行，总是要求每个塔的塔底液 位稳定，不超过允许范围，同时进料量保持平稳。
如果以单回路的方式进行控制…
• 精馏塔I为了保证分馏过 程的正常进行，要求塔I的 LT1 液位稳定在一定的范围内， 这可通过设置一液位调节系 统，调节塔底的液体排出量 来达到。液位的平稳是靠排 LC1 出流量的剧烈变动维持的。 • 精馏塔II希望进料平稳， 所以设有流量调节系统。
LT1 LC1
调节器I用来反映液位的变化，其输出 作为给定值送进调节器II。
由流量测量、变送器、调节器II、调 节阀和管道组成的闭环系统，其功能 是使流量Q2既要跟随给定值变化，又 要克服扰动的作用。
＋ Pd ＋
FT2 LT1
Q2 ＋ ＋
Q1
FT2
FC2 V1
SVH
＋ －
LC1
SVQ 2
＋ －
FC2
（1） 简单均匀控制 一般采用P作用，有时也可采用PI控制规律。 （2）串级均匀控制
均匀控制系统的主次及均匀控制参数整定
均匀控制系统的主次及均匀控制参数整定主控制参数是指直接影响控制系统性能的参数，主要包括比例控制增益、积分时间常数和微分时间常数。
比例控制增益决定了控制器输出与偏差之间的线性关系，控制增益过大会导致系统的振荡，过小会导致系统的响应过慢。
积分时间常数用来消除系统的稳态偏差，过小会造成积分饱和，过大会导致系统响应速度下降。
微分时间常数的作用是减小系统的超调量和抑制阶跃响应的振荡，过小会造成噪声放大，过大会导致系统响应过慢。
次控制参数是指对于特定的控制对象，根据其特性所需要调整的参数。
例如对于具有惯性的对象，需要调整的参数包括惯性常数和阻尼比。
惯性常数决定了被控对象的动态响应速度，太大会导致系统动态特性不足，太小会导致超调量过大。
阻尼比用来控制系统的阻尼效果，过小会产生振荡，过大会导致系统的响应过慢。
均匀控制参数整定是指在系统稳定性和性能需求的基础上，合理确定主次控制参数的过程。
整定方法主要有经验法、试控法和优化法。
经验法根据经验公式或经验曲线调整控制参数，适用于简单的控制系统。
试控法是通过不断试控，根据试控结果调整控制参数，适用于复杂的控制系统。
优化法是通过数学模型和优化算法，寻找最佳的控制参数组合，适用于要求较高的控制系统。
整定时需要考虑系统的稳定性和性能需求。
稳定性要求系统的输出信号在一定时间范围内收敛到稳定值，避免出现振荡或不稳定。
性能需求包括超调量、响应时间、稳态误差等指标，根据实际需求进行调整。
总之，均匀控制系统的主次控制参数以及均匀控制参数的整定是保证系统稳定性和性能优良的关键。
掌握不同控制参数的作用和调整方法，能够有效地设计和调整控制系统，满足实际控制需求。
第6章 均匀控制系统
b. 实现方法 通过参数整定实现均匀控制策略。
比 例 度：>100% 积分时间：较长 微分时间：0（微分作用不符合均匀控制思想，
一般不采用微分作用）
c. 特点 结构上无特殊性
结构上同单回路控制或串级控制的结构。通过参数整定 可以实现定值控制或均匀控制。 以比较弱的控制作用实现均匀控制的目的。
使用仪表较多，投运较复杂，保养工作量大。
6.2.3 双冲量均匀控制
双冲量：此处指两个信号参量 1）控制方案图
塔1
IS FC
I0 IL
I0=IL-IF+IS
IS
控制器
控制阀
F
L
流量对象 液位对象
加法器
测量变送 测量变送
双冲量均匀控制原理图
双冲量均匀控制方框图
2）控制方案性质： 液位、流量二信号代数和为被控变量的单回路均匀 控制
b. 控制规律
➢ 定值控制：PID控制 ➢ 均匀控制：比例控制。
必要时加入积分控制作用。 加入积分作用的目的是增强控制作用。特别是在 出现连续的同向干扰时，可以防止被控参数越界。
c. 参数整定
➢ 定值控制：按照4 : 1～10 : 1衰减比整定参数。 ➢ 均匀控制：
比例度：一般大于100% (100%~200%) （注意不能过大，保证在最大干扰时的最大偏差不
6. 均匀控制系统
6.1 问题的提出及特点 1) 问题的提出 在连续生产过程中，有时前一个装置或设备的
出料量就是后一装置或设备的进料量，而后一 个装置或设备的出料量又作为下一个装置或设 备的进料量。
下图中甲塔出料量即为乙塔进料量。甲塔需保 持塔釜液位的稳定，设计了液面控制系统；乙 塔希望进料量保持不变，设计了流量控制系统。
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第二节均匀控制系统
均匀控制系统从系统结构上无法看出它与简单控制系统和串级控制系统的区别。
其控制思想体现
在调节器的参数整定中。
一、均匀控制原理
在如图8-8所示的双塔系统中，甲塔的液位需要稳定，乙塔的进料亦需要稳定，这两个要求是相互矛盾的。
甲塔的液位控制系统，用来稳定甲塔的液位，其调节参数是甲塔的底部出料，显然，稳定了甲塔液位，甲塔底部出料必然要波动。
但甲塔底部出料又是乙塔的进料，乙搭进料流量的控制系统，为了稳定进料流量，需要经常改变阀门的开度，使流量保持不变。
因此，要使这两个控制系统正
常工作是不可能的。
图8-8 相互冲突的控制系统
图8-9 控制目标的调整
要彻底解决这个矛盾，只有在甲、乙两个塔之间增加一个中间储罐。
但增加设备就增加了流程的复杂性，加大了投资。
另外，有些生产过程连续性要求高，不宜增设中间储罐。
在理想状态不能实现的情况下，只有冲突的双方各自降低要求，以求共存。
均匀控制思想就是在这样的应用背景下提出来
的。
通过分析，可以看到这类系统的液位和流量都不是要求很高的被控变量，可以在一定范围内波动，这也是可以采用均匀控制的前提条件，即控制目标发生了变化。
图8-9中（a）为冲突的无法实现的两
个控制目标，（b）为调整后体现均匀控制思想的可实现的控制目标。
在图8-9（b）中，由于干扰使液位升高时，不是迅速有力地调整，使液位几乎不变，而是允许有一定幅度的上升。
同时，流量也相应地增加一些，分担液位受到的干扰；同理，流量受到干扰而变化时，液位也分担流量受到的干扰。
如此“均匀”地互帮互助，相互共存。
二、均匀控制的实现方案
1、简单均匀控制系统图8-10是一个简单均匀控制系统，可以实现基本满足甲塔液位和乙搭进料流量的控制要求。
从系统结构上看，它与简单液位控制系统一样。
为了实现“均匀”控制，在整定调节器参数时，要按均匀控制思想进行。
通常采用纯比例调节器，且比例度放在较大的数值上，实践中要同时观察两个被控变量的过渡过程来调整比例度，以达到满意地“均匀”。
有时为了防止液位超限，也引入较弱的积分作用。
微分作用与均匀思想矛盾，不能采用。
2．串级均匀控制系统
简单均匀控制系统，结构简单，实现方便。
但对于压力干扰反应不及时，另外，当系统自衡能力较强时，控制效果也较差。
为了克服这两个缺点或这两个方面的干扰，引入副环构成串级均匀控制系
统，如图8－11所示。
图8-11从结构上看，它与液位-流量串级控制系统完全一样。
串级控制中副变量的控制要求不高，这一点与均匀控制的要求类似。
在这里的串级均匀中，副环用来克服塔压变化；主环中，不对主变量提出严格的控制要求，采用纯比例，一般不用积分。
整定调节器参数时，主副调节器都采用纯比例控制规律，比例度一般都较大。
整定时不是要求主、副变量的过渡过程呈某
个衰减比的变化，而是要看主、副变量能否“均匀”地得到控制。