任务五复杂控制系统设计《化工仪表及自动化》
一串级控制系统的认识二其他复杂控制系统目录
学习目标1.掌握串级控制系统的基本原理及结构。2.了解前馈控制系统的结构与特点。3.了解比值控制系统类型。4.能进行串级控制系统的准备工作及投运过程。5.能进行串级控制系统控制器参数工程整定。6.了解串级控制系统的基本概念和组成。7.了解串级控制系统的投运与参数整定方法。8.研究阶跃扰动分别作用在副对象和主对象时对系统主被控量的影响。
一串级控制系统的认识
复杂控制系统，按其所满足的控制要求可分为两大类：以提高系统控制质量为目的的复杂控制系统，主要有串级和前馈控制系统；满足某些特定要求的控制系统，主要有比值、均匀、分程、选择性等。
1.串级控制系统基本原理和结构加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统串级控制系统的组成原理加热炉温度简单控制系统加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统
1.串级控制系统基本原理和结构以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统串级控制系统的组成原理在实际生产过程中，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燃料阀门的开度
1.串级控制系统基本原理和结构以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统串级控制系统的组成原理加热炉温度串级控制系统方框图以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统。
1.串级控制系统基本原理和结构以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统串级控制系统的组成原理在这个控制系统中，有两个控制器T1C和T2C，它们分别接收来自对象不同部位的测量信号，其中一个控制器T1C的输出作为另一个控制器T2C的设定值，而后者的输出去控制控制阀以改变操纵变量。从系统的结构来看，这两个控制器是串接工作的。
1.串级控制系统基本原理和结构以原料油出口温度为主要被控变量的炉出口温度与炉膛温度的串级控制系统串级控制系统的结构串级控制系统是一种常用的复杂控制系统，它是根据系统结构命名的。串级控制系统由两个控制器串联连接组成，其中一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值。串级控制系统的通用原理方框图
1.串级控制系统基本原理和结构串级控制系统的结构主被控变量是生产过程中的工艺控制指标，在串级控制系统中起主导作用，简称主变量。主对象是生产过程中所要控制的、为主变量表征其特性的生产设备。副对象是为副变量表征其特性的生产设备。其输入量为操纵量，输出量为副变量，它表示副变量与操纵变量之间的通道特性。主被控变量主对象副对象
1.串级控制系统基本原理和结构串级控制系统的结构主控制器按主变量的测量值与设定值的偏差而工作，其输出作为副变量设定值。副控制器的设定值来自主控制器的输出，并按副变量的测量值与设定值的偏差进行工作，其输出直接去操纵控制阀。主设定值是主变量的期望值，由主控制器内部设定。主控制器副控制器主设定值
1.串级控制系统基本原理和结构串级控制系统的结构副设定值是指由主控制器的输出信号提供的、副控制器的设定值。主测量值是由主测量变送器测得的主变量的值。副测量值是由副测量变送器测得的副变量的值。副设定值主测量值副测量值
1.串级控制系统基本原理和结构串级控制系统的结构处于串级控制系统内部的，由副控制器、控制阀、副对象和副测量变送器组成的闭合回路称为副回路，又称内回路，简称副环或内环。由主控制器、副回路、主对象和主测量变送器组成的闭合回路称为主回路。主回路为包括副回路的整个控制系统，又称外回路，简称主环或外环。一次扰动指作用在主对象上、不包含在副回路内的扰动。副回路主回路一次扰动二次扰动指作用在副对象上，即包含在副回路内的扰动。二次扰动
以管式加热炉为例，来说明串级控制系统是如何有效地克服被控对象的容量滞后而提高控制质量的。1.串级控制系统基本原理和结构串级控制系统的控制过程加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统
2.串级控制系统的特点及应用从总体来看，串级控制系统仍然是一个定值控制系统，因此主变量在扰动作用下的过渡过程和简单定值控制系统的过渡过程具有相同的品质指标和类似的形式。但是和简单控制系统相比，串级控制系统在结构上增加了一个与之相连的副回路。串级控制系统的特点
2.串级控制系统的特点及应用由于副回路的存在，对于进入其中的扰动具有较强的克服能力；由于副回路的存在改善了过程的动态特性，提高了系统的工作频率，所以控制质量比较高；此外副回路的快速随动特性使串级控制系统具有一定的自适应能力。串级控制系统的特点
2.串级