串级控制系统设计

1、实验题目 锅炉液位串级控制系统实验室 工程中心 407 实验时间 同组人数 5 人实验类别 综合性实验 指导教师：张运波 张红一、实验目的1.掌握以流量为副参数以锅炉液位为主参数串级控制系统构成参数整定方法；2.进一步熟练智能调节仪表的基本操作与参数设定方法；3.研究串级控制系统对扰动的调节作用及克服二次扰动能力。二、实验设备1.过程控制对象：1 套2.控制系统操作台：1 套3.PID 自整定数字调节仪：2 块4.示波器（或计算机）：1 台三、实验原理系统的原理框图如图 3.1 所示，系统由一个定值控制的主参数回路和一个跟随主参数变化的随。

2、1,第6章 串级控制系统,目 录6.1 串级控制系统的基本概念 6.2 串级控制系统的分析 6.3 串级控制系统的设计 6.4 串级控制系统的整定 6.5 串级控制系统的投运 6.6 利用MATLAB对串级控制系统进行仿真 本章小结,2,最简单的控制系统单回路控制系统 系统中只用了一个调节器，调节器也只有一个输入信号。 从系统方框图看，只有一个闭环。,3,随着生产过程向大型、连续和强化方向发展，对操作条件要求更加严格，参数间相互关系更加复杂，对控制系统的精度和功能提出许多新的要求，对能源消耗和环境污染也有明确的限制。为此，需要在简单控制系统的基。

3、第5章 串级控制系统,5.1 串级控制的概念及方框图描述,传统的反馈控制是在被控变量和设定值之间产生偏差之后才起作用的，因此在第4章中介绍采用前馈控制来帮助克服干扰的影响。但是如果干扰不可测或者无法获得干扰与被控变量之间的模型时，就不能采用前馈控制策略。另外一种可以克服干扰的方法就是串级控制，它通过选择第二个测量点构成第二个反馈回路来克服干扰。第二个测量点应该比被控变量更快感知到干扰的影响，这样才能在干扰对被控变量产生很大影响之前通过第二个反馈回路迅速克服干扰的影响。,为了进一步认识串级控制系统，在这里先。

4、长 沙 学 院 CHANGSHA UNIVERSITY专业训练与创新实习报告过程控制系统实习系 部： 电子信息与电气工程系专业年级班级： 11 电气 3 班学 生 姓 名：学 号：指 导 教 师 ： 成 绩 评 定： （指导教师填写）2014 年 11 月实验目录实验一 单闭环流量定值控制系统实验二 单容液位定值控制系统实验三 水箱液位串级控制系统实验一 单闭环流量定值控制系统一、实验目的1了解单闭环流量控制系统的结构组成与原理。2掌握单闭环流量控制系统调节器参数的整定方法。3研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。4研究 P、PI、PD 和 PID 四种控。

5、实验三 串级控制系统仿真 一 实验目的 1 学习串级系统的整定方法2 加深对串级控制系统的理解 二 仿真题目 已知被控对象及传感器的传递函数 要求 1 构造串级控制系统 2 整定主 副控制器 3 仿真 三 实验步骤 1 构造串级系统结构图2 整定副回路3 整定主回路4 仿真 并计算控制量下的5 观察系统的扰动响应 四 实验内容 1 构造串级系统结构图 1 设置设定值 2 方块图 2 整定副回路 按。

6、 西华大学课程设计说明书过程控制系统课程设计题目：反应器串级控制系统设计系统设计部分学生：何嘉涛班级：2013 电气 7 班学号：3120130806716指导老师：侯思颖西华大学课程设计说明书22016 年 12 月 12 日目 录前言4第 1 章 连续槽反应器温度控制系统设计的目的意义 41.1 连续槽反应器简介41.2 目的及意义5第 2 章 连续槽反应器温度控制系统工艺流程及控制要求5第 3 章 总体设计方案63.1 方案比较63.1.1 简单控制系统63.1.2 串级控制系统73.2 方案选择8第 4 章 串级控制系统分。

7、双容水箱液位串级控制系统设计1. 设计题目双容水箱液位串级控制系统设计2. 设计任务图 1 所示双容水箱液位系统，由水泵 1、2 分别通过支路 1、2 向上水箱注水，在支路一中设置调节阀，为保持下水箱液位恒定，支路二则通过变频器对下水箱液位施加干扰。试设计串级控制系统以维持下水箱液位的恒定。变 频泵 2泵 1第 二 支 路引 入 干 扰第 一 支 路图 1 双容水箱液位控制系统示意图3. 设计要求1） 已知上下水箱的传递函数分别为：， 。11()2()5pHsGU2221()()()0pHsGQs要求画出双容水箱液位系统方框图，并分别对系统在有、无干扰作用下的动态。

8、第四章 复杂过程控制系统,串级控制 前馈控制 大滞后补偿控制 比值控制 分程与选择性控制 多变量解耦控制 模糊控制 预测控制,Company Logo,单回路系统的局限,仅适用于比较简单的单输出生产过程的控制，不能解决多输出过程的控制问题。 即使是简单的单输出生产过程，也存在这样的情况，如其调节对象的动态特性决定了它很难控制(如过程的滞后常数很大或扰动量很大)；或调节对象的动态特性虽不复杂，但工艺。

9、 串级控制系统目录串级控制系统的设计 串级控制系统的工业应用串 级 控 制 系 统 -两 只 调 节 器 串 联 起 来 工 作 ， 其 中 一 个 调 节 器 的 输 出 作 为另 一 个 调 节 器 的 给 定 值 的 系 统 。 例 ： 加 热 炉 出 口 温 度 与 炉 膛 温 度 串 级 控 制 系 统 1. 基 本 概 念 即 组 成 结 构 串 级 控 制 系 统 采 用 两。

10、第七章,复 杂 控 制 系 统,-聚合釜串级控制系统,1、这是一个什么类型的控制系统？试画出它的方块图；,分析聚合釜温度控制系统,任务一,聚合釜,控制阀,TC,FC,T温度测量变送,F流量测量变送,冷却水管 道,T给定值,-,-,干扰,干扰,f2,f1,T,F,主对象是聚合釜，主变量是聚合釜内的温度，主控制器是温度控制器TC； 副对象是冷却水管道，副变量是冷却水流量，副控制器是流量控制器FC； 操纵变量是冷却水流量。,任务一：,这是一个温度-流量串级控制系统，其方块图如下：,2、 如果聚合釜的温度不允许过高，否则易发生事故，试确定控制阀的气开、气关型。

11、东北大学秦皇岛分校,第四章 多回路过程控制系统,东北大学秦皇岛分校,单回路控制系统：结构简单，但难于适应工艺参数间关系比较复杂的控制，特别是现代大规模工业生产。 复杂控制系统：具有两个以上的检测变送单元、或控制器、或执行器，能完成一些复杂或特殊的任务。 串级控制系统：对改善控制品质有独到之处，故而在过程控制系统中应用很广泛。,东北大学秦皇岛分校,以炼油厂管式加热炉控制为例。 (1)采用直接控制方案：选取出口温度为被控参数，燃料量为控制参数，如图所示。,4.1 串级控制系统,4.1.1串级控制系统的组成,东北大学秦皇岛分。

12、1前 言过程控制是指在生产过程中，运用合适的控制策略，采用自动化仪表及系统来代替操作人员的部分或全部直接劳动，使生产过程在不同程度上自动地运行，所以过程控制又被称为生产过程自动化，广泛应用于石油、化工、冶金、机械、电力、轻工、纺织、建材、原子能等领域。过程控制系统是指自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度以及 PH 值等这样一些过程变量的控制系统。过程控制是提高社会生产力的有力工具之一。它在确保生产正常运行，提高产品质量，降低能耗，降低生产成本，改善劳动条件，减轻劳动强度等方面。

13、串级控制系统仿真解题步骤：(1) 串级控制系统的方框图：（2）单回路控制系统图：图（2）为采用单回路控制时的 Simulink 图，其中，PID C1 为单回路 PID 控制器，d1 为一次扰动，取阶跃信号；d2 为二次扰动，取阶跃信号；G o2 为副对象，G o1 为主对象；r 为系统输入，取阶跃信号，它连接到示波器上，可以方便地观测输出。在 PID 参数设置中，经过不断的试验，当输入比例系数为 260，积分系数为 0，微分系数为 140 时，系统阶跃响应达到比较满意的效果，系统阶跃响应如下图：采用这套 PID 参数时，二次扰动作用下，置输入为 0，系统框图如。

14、目录第 1 章 系统总体方案选择与说明 1第 2 章 系统结构框图与工作原理 22.1 隧道窑控制系统方案设计 .22.2 系统控制量和被控量的选择 .32.3 系统主副控制器的选择 .32.4 系统各部分正反作用方式的确定 .4第 3 章 软件设计 63.1 软件设计流程图 63.2 参数整定 7第 4 章 仿真与调试 8第 5 章 总结 12参考文献 13电气与信息工程系课程设计评分表 141第 1 章 系统总体方案选择与说明过程控制是指在生产过程中，运用合适的控制策略，采用自动化仪表及系统来代替操作人员的部分或全部直接劳动，使生产过程在不同程度上自动地运行，所以过程控制。

15、化工仪表及自动化课程教学课件化工仪表及自动化授课时间：第 次课（2 学时）教学目的：掌握串级控制系统的基本原理、特点及其应用教学重点：串级控制系统的基本原理、特点及其应用教学难点：串级控制系统的主、副控制器的正、反作用的选择教学过程：讲授教学内容：第十三章 复杂控制系统概述简单控制系统是生产过程自动控制中最简单、最基本、应用最广的一种形式，在厂里约占 80%左右，能解决大量的生产控制问题。但是随着工业的发展，生产工艺的革新和强化，对自动化的要求日益提高。在有一些控制要求较高的场合，简单控制系统已满足不了。

16、串级控制系统CascadeControlSystem 单回路PID控制系统小结 介绍了简单被控过程的机理建模方法 讨论了控制阀 气开 气关 形式与流量特性的选择问题 讲述了 广义对象 动态特性的典型测试方法 介绍了单回路控制器 正反作用 的。

17、东北大学计算机控制理论与设计作业串级控制系统设计与仿真控制理论与控制工程樊 悦：11011552011 年 12 月 17 日计算机控制理论与设计i目 录摘要 .11 引言 12 PID 控制 13 串级控制 .24 SIMULINK 仿真 35 对串级控制的改进 56 结论 7附录 .8参考文献 .10计算机控制理论与设计1摘要 串级控制系统是改善控制过程品质极为有效的方法，具有对进入副回路的扰动客服能力强，提高了系统的工作频率，有一定自适应能力等特点。利用 Simulink结合串级 PID 控制系统，与单回路 PID 控制系统进行仿真对比，结果表明，串级PID 控制系统更具有优势。关键。

18、,过程控制系统 串级控制系统,单回路PID控制系统小结,介绍了简单被控过程的机理建模方法；讲述了“广义对象” 动态特性的典型测试方法；讨论了控制阀“气开、气关”形式与流量特性的选择问题；介绍了单回路控制器“正反作用”的选择原则；详细分析了单回路PID参数整定方法,介绍了PID控制器的“防积分饱和” 技术。,本章基本要求,了解串级控制系统的概念与特点；掌握串级控制系统的方框图表示法；结合控制原理，掌握串级控制系统的分析方法；了解串级控制系统的设计原则；掌握串级控制系统的参数整定方法;,反应釜温度单回路控制系统,控制变。

19、第三章 串级控制系统与比值控制系统,组成： 一个调节器，一个控制阀，一个被控制对象，一个测量变送器,定义:就是采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵控制阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。 在多回路控制系统中,有两个被控过程,两套测量变送装置, 两台控制器和一个调节阀构成的系统,3-1 串级控制系统的概念,例3-1 连续槽反应器温度控制,1) 采用单回路控制,分析：当冷却水方面发生扰动，需相继通过3个容积后，1才升高，调节器才动作。,物料方面扰动D1: 流量,入口温度,化学成分,冷。