前馈控制三冲量控制

1、锅炉三冲量控制系统的设计锅炉三冲量控制系统的设计控制要求 控制要求控制要求：通过加热管对导热油加热，然后再通过导热油对真空室通过加热管对导热油加热，然后再通过导热油对真空室内的电容器加热。系统的内的电容器加热。系统的电加热电加热功率为功率为90kw，导热油循环泵电机功率为，导热油循环泵电机功率为11kw，电容器温度控制在，电容器温度控制在3090 之间可调（温度偏差不超过之间可调（温度偏差不超过1）主控制器副控制器执行器副对象主对象测量、副变送测量、主变送给定值给定值干扰F2干扰F1副变量主变量串级控制系统设计+-主、副回路的选择设计主、副回路的选择设计主主、副控制器的控制规律选择、副控制器的

2、控制规律选择主、副控制器正反作用方向的确定主、副控制器正反作用方向的确定主、副回路的选择设计1. 主回路的设计主回路的设计串级控制系统的主回路是定值控制，其设计单回路控制系统的设计类似，设计串级控制系统的主回路是定值控制，其设计单回路控制系统的设计类似，设计过程可以按照简单控制系统设计原则进行。这里主要解决串级控制系统中两个回路的过程可以按照简单控制系统设计原则进行。这里主要解决串级控制系统中两个回路的协调工作问题。主要包括如何选取副被控参数、确定主、副回路的原则等问题。协调工作问题。主要包括如何选取副被控参数、确定主、副回路的原则等问题。2. 副回路的设计副回路的设计由于副回路是随动系统，由

3、于副回路是随动系统， 对包含在其中的二次扰动具有很强的抑制能力和自对包含在其中的二次扰动具有很强的抑制能力和自适应能力，二次扰动通过主、副回路的调节对主被控量的影响很小，因此在选择副回适应能力，二次扰动通过主、副回路的调节对主被控量的影响很小，因此在选择副回路时应尽可能把被控过程中变化剧烈、频繁、幅度大的主要扰动包括在副回路中，此路时应尽可能把被控过程中变化剧烈、频繁、幅度大的主要扰动包括在副回路中，此外要尽可能包含较多的扰动。外要尽可能包含较多的扰动。归纳如下。归纳如下。(1) 在设计中要将主要扰动包括在副回路中。在设计中要将主要扰动包括在副回路中。(2) 将更多的扰动包括在副回路中。将更多

4、的扰动包括在副回路中。(3) 副被控过程的滞后不能太大，以保持副回路的快速相应特性。副被控过程的滞后不能太大，以保持副回路的快速相应特性。(4) 要将被控对象具有明显非线性或时变特性的一部分归于副对象中。要将被控对象具有明显非线性或时变特性的一部分归于副对象中。(5) 在需要以流量实现精确跟踪时，可选流量为副被控量。在需要以流量实现精确跟踪时，可选流量为副被控量。在这里要注意在这里要注意(2)和和(3)存在明显的矛盾，将更多的扰动包括在副回路中有可能导致副回存在明显的矛盾，将更多的扰动包括在副回路中有可能导致副回路的滞后过大，这就会影响到副回路的快速控制作用的发挥，因此，在实际系统的设路的滞后

5、过大，这就会影响到副回路的快速控制作用的发挥，因此，在实际系统的设计中要兼顾计中要兼顾(2)和和(3)的综合。的综合。主、副控制器的控制规律选择主控制器起定值控制作用，副控制器起随动控制作用，这是选择控制规律的基本出发点。串级控制系统的主要变量往往是工艺操作的主要指标，工艺要求较严格，允许波动的范围很小，一般不允许有余差。因此通常采用比例积分（PI）控制规律或比例积分微分（PID）控制规律。为了消除余差，主控制器必须具有积分作用，在过程通道的容量之后比较大的时候，可以引入微分作用来加速过度过程。副回路要求控制的快速性，可以有余差，一般情况选取P控制规律而不引入 积分（I）或微分（D）控制。有时

6、为了防止同向扰动的积累也适当引入较弱的积分（I）控制。但是没有必要引入微分（D）控制，因为副回路采用 P控制已经起到了快速控制作用，引入D控制会使调节阀的动作过大，不利于整个系统的控制。我们选择主控制器用PID控制，副控制器用P控制。主、副控制器的正反作用方向的确定一个过程控制系统正常工作必须保证采用的反馈是负反馈。串级控制系统有两个回路，主、副调节器作用方式的确定原则是要保证两个回路均为负反馈。确定过程是首先判定副调节器应选用那种作用方式，然后再确定主调节器的作用方式。主控制器副控制器执行器副对象主对象测量、副变送测量、主变送给定值给定值干扰F2干扰F1副变量主变量+-本系统副控制器、主控制

7、器都选择反作用检测环节型号：WZPB-231铂热电阻分度号：Pt100 输出：420mA电源：DC24V 精度：0.5%FS测量范围：0-100Pt100温度阻值0100.0010103.9020107.7930111.6740115.5450119.4060123.2470127.0780130.8990134.70100138.50执行机构 调功器型号型号电流电流负载功率负载功率冷却方式冷却方式TR-4-4-200-P200A100KW（380V）强制风冷根据系统要求，加热功率为90KW控制环节智能仪表智能仪表HALI-AI-518P二、技术规格二、技术规格输入规格：输入规格： 热电偶：热

8、电偶：K、S、R、E、J、T、N 热电阻：热电阻：Cu50、Pt100 线性电压：线性电压：05V、15V、01V、0100mV、020mV等等 线性电流（需外接分流电阻）：线性电流（需外接分流电阻）：010mA、020mA、420mA等等测量范围：测量范围：Pt100(-200+600)测量精度：测量精度：0.3级级分辨率：分辨率：Pt100可达可达0.1响应时间：响应时间：0.5秒（设置数字滤波参数秒（设置数字滤波参数dL=0时）时）调节方式：调节方式： 位式调节方式（回差可调）位式调节方式（回差可调） AI人工智能调节，包含人工智能调节，包含PID调节及参数自整定功能的先进控制算法调节及参数自整定功能的先进控制算法PID参数整定（1）预选择一个足够短的采样周期Ts。一般说Ts应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。（2）用选定的Ts使系统工作。这时去掉积分作用和微分作用，将控制选择为纯比例控制器，构成闭环运行。逐渐减小比例度，即&减小，直至系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡（稳定边缘），将这时的比例放大系数记为&r,临界振荡周期记为Tr。 调节参数调节参数控制规律控制规律&Ti TdP2&r-PI2.2&r0