(9)--4.7双重控制系统过程控制工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式本章目录CONTENS1串级控制系统2均匀控制系统3前馈控制系统4比值控制系统5分程控制系统6选择性控制系统7双重控制系统8根据模型计算的控制系统单击此处编辑母版标题样式4.7 双重控制系统 2系统设计和工程应用中的问题1基本原理、结构和性能分析3设计示例单击此处编辑母版标题样式4.7.1基本原理、结构和性能分析基本原理u双重控制系统定义一个被控变量采用两个或两个以上的操纵变量进行控制的控制系统称为双重或多重控制系统。其中，一个控制器输出作为另一个控制器的测量信号。系统操纵变量的选择需从操作优化的要求综合考虑。它既要考虑工艺的合理和经济，又要考虑控制性能的快速性。而两者又常常在一个生产过程中同时存在。双重控制系统是综合这些操纵变量的各自优点，克服各自弱点进行优化控制的。单击此处编辑母版标题样式4.7.1基本原理、结构和性能分析示例-蒸汽减压系统的双重控制系统l工作原理：正常工况，蒸汽经蒸汽透平回收能量并达到减压目的。V1开度处于快速响应条件下尽可能小的开度（由SP1确定）。蒸汽用量变化，PC-11出现偏差开始，通过动态响应快的操纵变量（V1）迅速消除偏差，同时，通过VPC-11逐渐改变V2开度，并使V1平缓地回复到原来的设定开度。单击此处编辑母版标题样式4.7.1基本原理、结构和性能分析示例-蒸汽减压系统的双重控制系统l操纵变量选择：u工艺合理性和经济性。一个操纵变量有较好静态性能，动态响应较差。u控制作用及时性和有效性。一个操纵变量有较好动态性能，静态性能较差。l双重控制系统特点：u双重控制系统将动和静结合，快与慢结合。u其中，一个控制器用于控制阀门位置，称为阀位控制器。因此，该系统也称为阀位控制系统。u急则治标，缓则治本。既能迅速消除偏差，又能最终回复到较好的静态性能指标。单击此处编辑母版标题样式4.7.1基本原理、结构和性能分析与串级控制系统的比较u控制器：都有两个l双重控制系统主控制器输出作为快速响应操纵变量的输入，同时也是副控制器的测量。l串级控制系统主控制器输出是副控制器的设定。u执行器：l双重控制系统连接两个执行器，快速响应的执行器开度在稳态时基本不变，慢速响应的执行器开度随负荷变化而变化。l串级控制系统连接一个执行器，执行器开度随负荷变化而变化。p串级控制系统对克服进入副环的扰动有很强的抑制能力p双重控制系统能有效提高控制精度单击此处编辑母版标题样式4.7.1基本原理、结构和性能分析与分程控制系统的比较u被控变量：都只有一个u操纵变量：有多个l双重控制系统要求快速响应的执行器开度在稳态时基本不变（例如，在5%或95%），执行器同时工作。l分程控制系统要求执行器交替工作在不同范围。单击此处编辑母版标题样式4.7 双重控制系统 2系统设计和工程应用中的问题1基本原理、结构和性能分析3设计示例单击此处编辑母版标题样式4.7.2 系统设计和工程应用中的问题(1)主、副操纵变量的选择主操纵变量应选择具有较快动态响应的操纵变量副操纵变量则选择较好静态性能的操纵变量。(2)主、副控制器的选择主控制器：快响应，用PI控制，一般不加微分。副控制器：慢调节，用纯积分或比例积分，不加微分。(3)主、副控制器正反作用的选择与单回路控制系统中控制器正反作用的选择方法相同。(4)双重控制系统的投运和参数整定投运：先主后副，即先使快响应对象切入自动，然后再切入慢响应控制回路。主控制器参数整定：与快响应控制系统的参数整定相似，要求具有快的动态响应；副控制器参数整定：以缓慢变化，不造成对系统的扰动为目标，可采用宽比例度和大积分时间，甚至可采用纯积分作用。单击此处编辑母版标题样式4.7 双重控制系统 2系统设计和工程应用中的问题1基本原理、结构和性能分析3设计示例单击此处编辑母版标题样式4.7.3 系统设计示例原油加热炉温度控制系统