PID控制例1：反应釜温度自动控制回路..

Gc1(s)：主调节器 Gc2(s)：副调节器
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串级调节系统特点
•副回路中的干扰，主要在副回路中克服。 •减少了副对象的T，提高了副环的调节 品质。 •提高了系统的频率响应，加快了抗干扰 过程的速度。 •提供了灵活的控制方式
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串级调节系统应用
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串级调节系统应用
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串级调节系统的选型
G22 ( s)GC 2 ( s) G12 ( s) Y2 ( s) [ GB12 ( s)]X 1 ( s) 1 G22 ( s)Gc 2 ( s) G22 ( s)GC 2 ( s)
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第6章 单回路调节系统
小结：
•熟练掌握单回路调节系统的基本概念； •熟悉单回路调节系统的设计和整定的基 本步骤和常用方法； •了解对象动态特性对调节质量的影响； •了解调节规律对系统动特性的影响。
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第7章 复杂调节系统
生产过程的大型化和复杂化，操作 条件要求更加严格，各变量之间的关系 更加复杂，对生产、质量、安全、环保 的更高要求。出现了许多简单调节系统 不能胜任控制任务。 复杂调节系统是以简单系统为基础 的结构或算法上更为先进的控制方法。
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均匀调节系统
用以解决和协调前后两被调参数的相互 影响。 例：多塔分离过程中的物料供求关系。 塔I的液位系统 和塔II的流量系 统有较大相互 影响。
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均匀调节系统
均匀调节系统调节器的整定： •主调节器比例系数Kc越大流量越平稳，液位越不 平稳。 •可根据表7-1所示经验整定。
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前馈调节系统
用来克服一个主要扰动的影响。 简单调节系统的特点：只有偏差产生后 才有控制作用。 例：热交换器温度简单系统 Q1t e Q2 t e=0
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前馈调节系统
热交换器温度前馈调节方案 Q1Q2
FC Q2 Q1
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前馈调节系统
前馈调节方案结构框图
有： Y1(s)=GL(s)F(s)
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前馈调节系统
热交换器温度前馈反馈复合调节方案
FC Q2 Q1
+
TC
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自治调节系统
又称解偶系统， 用于消除相互关 联的几个调节量 之间的相互影响。
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自治调节系统
由： Y1(s)=G11(s)X1(s) Y2(s)=G22(s)X2(s)+G12(s)X1(s) X2(s)=- GC2(s) Y2(s) –GC2(s)GB12(s)X1(s)
由于串级调节系统的目的一般都是为了 保证主参数的控制品质，而对辅助的副 参数的控制精度要求并不高。 所以 •主调节器宜用P和PI调节规律。 •副调节器一般用P调节规律
x1
+ Gc1 -
x2
+ Gc2 Go2
y2
Go1
y1
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串级调节系统的整定
工程中常用的整定方法： •两步法：先副后主 •一步法：定副调主
自动化仪表及过程控制(9)
Automation Instrumentations and Process Control
PID控制例1：反应釜温度自动控制回路
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PID控制例2：供水水压自动控制回路
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系统调节方案的选择
间接指标控制：对于不便直接 调节的工艺直接指标，可以选 择一个与直接指标相关的量进 行调节，间接完成控制任务。 例：精馏塔生产过程， 质量指标：塔顶馏出物组份， 即以塔顶产品纯度为控制指标
（A）增加比例度； （B）减少积分时间 ； （C）增加积分时间； （D）减少微分时间。
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第6章 单回路调节系统
思考题：
调节系统过渡过程的稳态误差超过工艺规定，则下 列哪项调整方法可以改善上述不足？
（A）增加比例度； （B）减少积分时间 ； （C）增加积分时间； （D）减少微分时间。 答：B（参阅课本）
wenku.baidu.com
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系统调节方案的选择
直接指标控制：选择产品轻组份（苯）浓 度作为被调参数。
缺点：
•在线分析仪表：反应 慢，可靠性差。 •成分作为被调参数： 对象特性惯性大。
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系统调节方案的选择
间接指标控制：塔内温度、压力均与产品苯含 量有单值关系。但工艺上一般要求塔压最好固 定不变。
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系统调节方案的选择
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Y2(s)=GB(s)GV(s)G0(s)F(s) Y(s)=Y2(s)-Y1(s)
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前馈调节系统
有： Y1(s)=GL(s)F(s) Y2(s)=GB(s)GV(s)G0(s)F(s) Y(s)=Y2(s)-Y1(s) 希望f对y的影响为0， 即用y1补偿y2：
[GL ( s) GB ( s)GV ( s)G0 ( s)]F ( s) 0 GL ( s) GL ( s) GB ( s) ( s) GV ( s)G0 ( s) G0
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管式加热炉温度系统
•简单调节方案Ⅰ:直接指标控制 •被调参数：θ1出口温度 •调节量：Q1燃油流量 •缺点：被控对象滞后大
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管式加热炉温度系统
•简单调节方案Ⅱ:间接指标控制 •被调参数：θ2炉膛温度 •调节量：Q1
•缺点：闭环不包括被 加热流体方面的干扰
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管式加热炉温度系统
间接指标控制：一般在塔内选择一块对温度 反应最灵敏的塔板作为系统主回路的被调参 数。
例如提馏段的一块塔板 （称为灵敏板），即采 用灵敏板温度T灵作为 间接控制指标。
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系统调节方案的选择
间接指标控制（二元）精馏控制例 主回路＋若干辅助回路
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第6章 单回路调节系统
思考题：
调节系统过渡过程的稳态误差超过工艺规定，则下 列哪项调整方法可以改善上述不足？
x1
+ Gc1 -
x2
+ Gc2 Go2
y2
Go1
y1
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串级调节系统例：
夹套式反应釜温度控制
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比值调节系统
保证两种（或两种以上）物料流量保持 一定比例的调节系统。 FC：比值调节器， 比值＝K
QB=KQA
开环比值系统
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比值调节系统
单闭环比值调节系统
调节参数整定时需注意差压检测中的非 线性问题。
•管式加热炉温度系统： •串级调节方案－－ Ⅰ＋Ⅱ •主参数： θ1出口温度 •副参数：θ2炉膛温度 •调节量：Q1 •以θ1调节为主回路 •θ2调节为副回路
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串级调节系统结构
内外环结构的双闭环系统 主环输出：主参数（系统最终控制参数） 副环输出：副参数（为了提高主参数调节性能
而引入的一个中间参数）