课件文稿成果

过程控制系统与仪表第77.1.3串级控制系统中过程控制系统与仪表第7动，从而形成串级系统的现象．危害：使系统失去控制，控制品质 过程控制系统与仪表第7防止调节器的积分情况一副调是P作用而主调是PI或PID路中加一个间歇情况二主、利用副回路的偏过程控制系统与仪表第77.2控制系统与仪表第7结论对不变性）注：例：列管换热器的加蒸QQ料工艺过程：用蒸气来加热换热器中控制要求：使料液 过程控制系统与仪表第7蒸QQ料扰动

调节阀前的蒸汽压力p被加热料 处流量Q和温度解决方法：静态

主要扰利用换热器的热平衡原理，列出其热平衡方程，构造Qcp(2rQcp(2r1)

与仪表第7

静态前馈补偿

料液的定压比蒸汽

D DHs：蒸汽的汽化2r：料液出口稳给DkQ(2rDkQ(2r1

加蒸 QQkk 常

DT调整k值，可消除稳态偏差。K称为静态前馈系 静态前馈系数的Qt0欠补偿：前馈作用Qt0欠补偿：前馈作用t补偿适当：前馈作用0过补偿：前馈作用比较换热器采用PID控制和静态前馈控制时的

0--

PID控

--

静态前馈控前提：静态前馈k值适静态前

系统与仪表第7过程控过程控平衡方程较易缺点实缺点静态前动态过程是不平衡的（即存在动态偏差三．动态

仪表第7能完成动态前馈功能的控制器称为利用不变性原理计算补偿器Gff(s)的传递函数DμDμm前馈控制结构方过程控制系统与仪表第7因：Y(s)Gd(s)D(s)＋Gff所以

μ (s)Gd(s)G(s)G(s)vp

按上式构成的补偿器可达到对扰动D过程控制系统与仪表第7GG(s)11dTs,G(s)pdTspGGdff(s)GGdff(s)G(s)Gvpkv让扰动D为一阶跃信号，可求出输出y（t）为--y(t)D(e-eTp过程控制系统与仪表第7当Td〉Tp时，信号的变化过程如D μ0

图中阴影部分即为动态差 yμ-0t过yμ-0t分别作出 馈作用和负荷扰动作用下的相曲线μy和D→y（负荷扰动曲线D→y两条曲线的比较）7过程控制系统与仪表7简单动态 d d 简单动态补偿器：导前—GG(s)1ss21导前2滞后过程控制系统与仪表第7

给动态补偿器Gff(s)加一个值为mm(t)m(t)m(112e22阶跃0m

特点初始瞬间增益22 m

1

1

所需要的时间为2 120

1

欠导前—滞后环节的阶跃响

θ1ｋｋk(2r1)k(2r1)××换热阀 换热阀流量自稳定Ｑ０反馈控前馈控

控参０方案一前方案一 θ12sk(k(2r1×换热换热阀

换热器的串级前换热器的串级前

前馈控 θ1 ×换热 换热串级前馈控制系统应用给水控汽给的务汽在定水炉的个要 它接

nn

Ws e 蒸汽流量扰动下汽包水位的动态（虚假水位现象 (s) KD 0 三冲量三冲量串级给水调节系统为串级——前馈控制系锅炉汽包水位控制系统——过程控系统过程控系统微分先行控制

k(11cTsik(11cTsi

1s2s特点中间反馈控制

仪表第7k(11cTskg(s)eds ik1特点 适当配置零极点来改善控制品过程控制系统与仪表第77.3.2大滞后过程的Simth Smith过程控制系统与仪表第7Smith预估器的几种改进方1．完 的Smith补偿

GGo(s)e-e-τos-+在Smith补偿回路中增加一个反馈环节Gb(s)过程控制系统与仪表第7

1)GG

1GGe0sGG(e0s1)G G1GG(1e0s)GG 1GcG0Gb

1GG(1e0s

此时分子项为0干扰则X

1GcG0 GG 1GG1G

GG 0s GG 但是Gb(s)的实现 过程控制系统与仪表第7Smith预估器的几种改进方++++ AB×Go(s)e- e-过程控制系统与仪表第7Smith预估器的几种改进方增益自适应模型精确时的理+_e-+_e-

模型不精确

补偿

GoGo(s)e-

反馈

可变增