复杂控制系统

1、,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。

2、开环与闭环控制系统辨识,小组成员：王皓辰肖连翘张海波高翱吕辉张从哲段良琛,什么是开环与闭环,开环控制系统：不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统 举例：打开灯的开关按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起已对按开关的这个活动没有影响；投篮篮球出手后就无法再继续对其控制，无论球进与否，球出手的一瞬间控制活动即结束反馈环节一个没有反馈环节闭环控制系统：闭环控制是根据控制对象输出反馈来进行校正的控制方式，它是在测量出实际与计划发生偏差时，按定额或标准来进行纠正的。闭环控制，从输出量变化取出控制信。

3、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。

4、三、前馈控制系统设计,单回路控制系统设计；串级控制系统设计都是负反馈，当扰动发生,通过检测扰动引起的输出偏差进行调节。所以用负反馈进行扰动调节时，输出必然有波动。有没有这样一种控制，当干扰一出现，在其影响输出之前，就进行抑制，从而对输出没有影响？,此控制具有以下特征：在扰动影响输出前进行调节。直接测量扰动大小，通过调节，实现对扰动的完全补偿，从而实现消除扰动对输出的影响。前馈控制就是测量扰动，补偿扰动的控制,（一）前馈控制的基本概念,前馈控制是相对于反馈控制而言的。1、反馈控制： Feedback control 简称。

5、第八章 复杂控制系统,第一节 串级控制系统 第二节 均匀控制系统第三节 比值控制系统第四节 前馈控制系统第五节 选择性控制系统第六节 分程控制系统第七节 多冲量控制系统,所谓复杂控制系统是相对于简单控制系统而言的，凡是由多个参数，两个以上变送器、控制器、执行器组成的多回路控制系统称为复杂控制系统。其相应的分析、设计、参数整定与投运也较复杂。,根据系统结构，功能和原理来分，常见的复杂控制系统有：串级、均匀、比值、前馈、分程、选择等系统。,第一节 串级控制系统,一.串级控制系统的结构及原理,1.串级控制是改善控制质量。

6、第二章 常用复杂控制系统,第一节 串级控制系统 一、基本原理、结构和性能分析 1.基本概念和系统结构 2.性能分析能迅速克服进入副回路扰动的影响改善主控制器Gc2的广义对象特性，提高工作频率容许副回路内各环节特性在一定范围内变动不影响整个系统控制品质能够更精确控制操纵变量的流量可实现更灵活的操作方式 二、串级控制系统设计和工程应用中的问题 1.串级控制系统主、副被控变量的选择 2.串级控制系统主、副控制器控制规律的选择 3.串级控制系统主、副控制器正反作用的选择 4.串级控制系统的积分饱和及防止积分饱和的措施 5.串级控制。

7、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.,控制器,控制阀,被控对象,给定值X,测量值Z,e,p,q,被控变量y,干扰,测量变送器,自动控制系统方框图,液位变送器,带电气阀门定位器的气动薄膜控制阀,被控变量y,自动控制系统方框图,控制器,控制阀,被控对象,给定值X,测量值Z,e,p,q,被控变量y,干扰,测量变送器。

8、第 五 章 复杂过程控制系统,5.1 串级控制,一、串级控制系统的结构和工作过程,1、串级控制系统的结构,串级控制系统(Cascade Control Ststem)是一种常用的复杂控制系统，它根据系统结构命名。,由两个或两个以上的控制器串联连接组成，一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值，这类控制系统称为串级控制系统。,影响炉出口温度的因素很多，主要有：,f1(t)：被加热物料的流量和初温；,f2(t)： 燃料热值的变化、压力的波动，流量的变化；,f3(t)： 烟囱挡板位置的改变、抽力的变化。,方案1：,优点：所有对温度的干扰都包含在控制回路之中，理。

9、第 7 章 复杂控制系统,简单控制系统是过程控制中最基本、应用最广的控制形式，约占全部控制系统的80。但是： 随着生产过程的大型化和复杂化，操作条件更加严格，变量之间的关系更加复杂。 有些生产工艺和控制要求比较特殊。 随着技术发展，对工艺的控制目标多样化，如产量、质量、节能、环保、效率等。 为此，设计出各种复杂控制系统。,7.1 串级控制系统 当对象的滞后较大，干扰比较剧烈、频繁时，采用简单控制系统往往控制质量较差，满足不了工艺上的要求，这时，可考虑采用串级控制系统。7.1.1串级控制系统基本结构及工作过程 串级控制。

10、1DCS 控制系统中的复杂控制分析介绍1什么叫串级控制系统?画出一般串级控制系统的典型方块图。答：串级控制系统是由其结构上的特征而得名的。它是由主、副两个控制器串接工作的。主控制器的输出作为副控制器的给定值，副控制器的输出去操纵控制阀，以实现对变量的定值控制。 2串级控制系统有哪些特点?主要使用在哪些场合?答 串级控制系统的主要特点为：(1)在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统；(2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量(3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作。

11、第八章 复杂控制系统 返回首页,第一节 串级控制系统 第二节 均匀控制系统 第三节 比值控制系统 第四节 分程控制系统 第五节 选择性控制系统 第六节 前馈控制系统,随着科学技术的发展，现代过程工业规模越来越大，复杂程度越来越高，产品的质量要求越来越严格，以及相应的系统安全问题，管理与控制一体化问题等，越来越突出，因此要满足这些要求，解决这些问题，仅靠简单控制系统是不行的，需要引入更为复杂、更为先进的控制系统。由于采用复杂控制系统的装置或对象都是工厂中的重要装置或关键岗位，因此需要予以特别的重视。本章介绍的复。

12、第六章,复杂控制系统,本章主要内容,串级控制系统（系统的基本概念、 特点、系统的设计、系统的应用场合及应用中的问题） 比值控制系统（系统的基本概念、常用的比值控制方案及系统的设计） 前馈控制系统（前馈控制系统的基本概念、系统的几种结构形式及系统的应用场合） 均匀控制系统（系统的概念、控制方案） 分程控制系统（系统的基本概念、系统的应用中的几个问题） 选择性控制系统（基本概念、系统的应用、积分饱和及其防止）,串级控制系统,基本原理及结构在多回路控制系统中，有两个被控过程、两套测量变送装置、两台控制器和一个控。

13、第8章 复杂控制系统,串级控制系统 均匀控制系统 比值控制系统 分程控制系统 前馈控制系统 多冲量控制系统,复杂控制系：是随着工业的发展，生产工艺的革新、生产过程的大型化和复杂话而发展起来的一种控制形式。上述原因必导致对操作条件的要求更加严格、变量间关系更加复杂，同时现代化生产对产品质量提出更高的要求，这些问题的解决是简单控制系统所不能胜任的，为此出现复杂控制系统,第一节 串级控制系统,单回路控制的局限性：,目标：控制塔釜温度稳定方案1 优点：将所有对温度的干扰都概括在控制回路内。 缺点：当蒸汽压力波动较大时，。

14、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。

15、常用复杂控制系统 控制策略 复杂控制系统 1 串级控制系统2 比值控制系统3 均匀控制系统4 前馈控制系统5 分程控制系统6 选择控制系统7 双重控制系统先进控制系统 1 预测控制2 推断控制3 软测量技术4 解耦控制5 自适应控制与鲁棒控制6 故障诊断与容错控制智能控制系统 三种控制方案 一 串级控制系统 串级控制系统的框图 串级控制系统的相关名词术语 主被控变量y1是要保持平稳控制的主要被控变。

16、第七章 复杂控制系统,概述,4,根据根据系统的结构和所担负的任务,第一节 串级控制系统,一、概述,5,当对象的滞后较大，干扰比较剧烈、频繁时，可考虑采用串级控制系统。,举例,说明串级控制系统的结构及其工作原理,图7-1 管式加热炉出口温度控制系统,可延长炉子寿命，防止炉管烧坏；可保证后面精馏分离的质量。,控制好温度,第一节 串级控制系统,在实际生产过程中，特别是当加热炉的燃料压力或燃料本身的热值有较大波动时，该简单控制系统的控制质量往往很差，原料油的出口温度波动较大，难以满足生产上的要求。,根据原油出口温度的变化来控制。

17、第八章,复杂控制系统,本章主要内容,串级控制系统（系统的基本概念、 特点、系统的设计、系 统的应用场合及应用中的问题）比值控制系统（系统的基本概念、常用的比值控制方案及 系统的设计）前馈控制系统（前馈控制系统的基本概念、系统的几种结构形式及 系统的应用场合）均匀控制系统（系统的概念、控制方案）分程控制系统（系统的基本概念、系统的应用中的几个问题）选择性控制系统（基本概念、系统的应用、积分饱和及其防止）,串级控制系统,基本原理及结构 在多回路控制系统中，有两个被控过程、两套测量变送装置、两台控制器和一个控制。