第四章过程控制优秀课件.ppt

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1、第四章过程控制第1页，本讲稿共62页主要内容主要内容一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理二、前馈控制系统的特点二、前馈控制系统的特点二、前馈控制系统的特点二、前馈控制系统的特点第2页，本讲稿共62页反馈控制广泛应用于流程工业，具有通用性强、鲁棒性反馈控制广泛应用于流程工业，具有通用性强、鲁棒性好、可克服所有干扰、无需建立对象模型等特点。好、可克服所有干扰、无需建立对象模型等特点。但是，反馈控制只有在被控变量产生偏差以后才能够但是，反馈控制只有在被控变量产生偏差以后才能够产生校正作用，因此不能实现被控变量完全不受干扰影响产生校正作用，因此不能实

2、现被控变量完全不受干扰影响的理想控制。的理想控制。反馈控制不能提供预测的功能，无法补偿已知的或可以测反馈控制不能提供预测的功能，无法补偿已知的或可以测量的干扰的影响，而且当被控变量不能在线测量时，反馈控制量的干扰的影响，而且当被控变量不能在线测量时，反馈控制时无法补偿。时无法补偿。对于那些采用反馈控制无法获得满意效果且干扰可在线对于那些采用反馈控制无法获得满意效果且干扰可在线测量的过程，加入前馈控制能够改善控制品质。测量的过程，加入前馈控制能够改善控制品质。第3页，本讲稿共62页D1(t),Dn(t)表表示示某某些些可可测测量量、且且对对被被控控变变量量CV影响显著的干扰。影响显著的干扰。前馈

3、控制的基本原理：前馈控制的基本原理：测测量量进进入入过过程程的的干干扰扰量量，并并根根据据干干扰扰的的测测量量值值产产生生合合适适的的控控制制作作用用来来改改变变控控制制量量，使使被被控控制制变变量量维维持持在在设设定定值值上上。在在这这些些可可测测干干扰扰影影响响CV以以前前，同同时时调调节节操操作作变变量量MV以以抵抵消消这这些些干扰的影响，最终使干扰的影响，最终使CV维持不变或基本不变。维持不变或基本不变。一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理第4页，本讲稿共62页设计目标（系统对扰动设计目标（系统对扰动D(t)实现全补偿的条件）实现全补

4、偿的条件）第5页，本讲稿共62页前馈控制器设计公式：前馈控制器设计公式：设计目标：设计目标：开环 满足该式的前馈补偿装置能使被控变量满足该式的前馈补偿装置能使被控变量y(t)不受不受扰动量扰动量D(t)变化的影响。变化的影响。第6页，本讲稿共62页不变性原理不变性原理是前馈控制的理论基础。是前馈控制的理论基础。“不变性不变性”是指控制系统的被控变量不受扰动变量变化的影响。是指控制系统的被控变量不受扰动变量变化的影响。进入控制系统中的扰动会通过被控对象的内部关联，进入控制系统中的扰动会通过被控对象的内部关联，使被控变量发生偏离其设定值的变化。使被控变量发生偏离其设定值的变化。不变性原理是不变性原

5、理是通过前馈控制器的校正作用，消除扰动对被控变量的这通过前馈控制器的校正作用，消除扰动对被控变量的这种影响。种影响。第7页，本讲稿共62页有以下几种类型的不变性：有以下几种类型的不变性：（1）绝对不变性）绝对不变性 指在扰动的作用下被控变量在指在扰动的作用下被控变量在整个过程中始终保持不变；整个过程中始终保持不变；（2）误差不变性）误差不变性 指在扰动的作用下被控变量的波动指在扰动的作用下被控变量的波动小于一个很小值；小于一个很小值；（3）稳态不变性）稳态不变性 系统在稳态工况下被控变量与扰动系统在稳态工况下被控变量与扰动无关；无关；（4）选择不变性）选择不变性 被控变量往往受到若干个干被控变

6、量往往受到若干个干扰的影响，若系统对其中几个主要的干扰实现不变性扰的影响，若系统对其中几个主要的干扰实现不变性补偿，就称为选择不变性。补偿，就称为选择不变性。前馈控制系统实际上是根据不变性原理对干扰进前馈控制系统实际上是根据不变性原理对干扰进行补偿的一种开环控制系统。行补偿的一种开环控制系统。第8页，本讲稿共62页二、前馈控制系统的特点二、前馈控制系统的特点（1 1）前馈控制对于干扰的克服要比反馈控制及时）前馈控制对于干扰的克服要比反馈控制及时 前馈控制是针对干扰作用进行控制的。当干扰一前馈控制是针对干扰作用进行控制的。当干扰一出现，前馈控制器就根据检测到的干扰，按一定规律出现，前馈控制器就根

7、据检测到的干扰，按一定规律进行控制。当干扰发生后，被控变量还未发生变化，进行控制。当干扰发生后，被控变量还未发生变化，前馈控制器就产生了控制作用把偏差彻底消除。前馈控制器就产生了控制作用把偏差彻底消除。第9页，本讲稿共62页前馈控制与反馈控制的比较前馈控制与反馈控制的比较前馈控制前馈控制反馈控制反馈控制相关干扰可测量相关干扰可测量被控变量可测量被控变量可测量基于干扰操作基于干扰操作 操作变量操作变量基于被控变量控制误差操作操作基于被控变量控制误差操作操作变量变量开环，无稳定性问题开环，无稳定性问题闭环，稳定性至关重要闭环，稳定性至关重要只有部分干扰可检测只有部分干扰可检测全部干扰均通过被控变量

8、可感受全部干扰均通过被控变量可感受控制通道与相关干扰通道的精确控制通道与相关干扰通道的精确数学模型均需要获得数学模型均需要获得不需要对象的数学模型不需要对象的数学模型第10页，本讲稿共62页（2 2）前馈控制属于开环控制系统）前馈控制属于开环控制系统 反馈控制系统是一个闭环控制系统，而前馈控制是反馈控制系统是一个闭环控制系统，而前馈控制是一个开环控制系统。前馈控制器根据干扰产生控制作用一个开环控制系统。前馈控制器根据干扰产生控制作用对被控变量进行影响，而被控变量并不会反过来影响前对被控变量进行影响，而被控变量并不会反过来影响前馈控制器的输入信号（扰动量）。因此，采用前馈控制馈控制器的输入信号（

9、扰动量）。因此，采用前馈控制时，对被控对象的了解必须比采用反馈控制时清楚得多。时，对被控对象的了解必须比采用反馈控制时清楚得多。第11页，本讲稿共62页（3 3）前馈控制采用的是由对象特性确定的）前馈控制采用的是由对象特性确定的“专用专用”控制器控制器 一般的反馈控制系统均采用通用的一般的反馈控制系统均采用通用的PIDPID控制器，控制器，而前馈控制器是专用控制器，对于不同的对象特性，前而前馈控制器是专用控制器，对于不同的对象特性，前馈控制器的形式是不同的。馈控制器的形式是不同的。第12页，本讲稿共62页总 结可能引入前馈控制的场合可能引入前馈控制的场合(1)基本的被控变量不可测基本的被控变量

10、不可测(2)基本的被控变量可测，但某些干扰太强以至于反馈控制系统难基本的被控变量可测，但某些干扰太强以至于反馈控制系统难以满足工艺要求以满足工艺要求运用前馈控制的条件运用前馈控制的条件(1)主要干扰是可测的主要干扰是可测的(2)干扰通道的响应速度低于控制通道的响应速度干扰通道的响应速度低于控制通道的响应速度(3)干扰通道与控制通道的动态特性几乎是不变的，或者是可干扰通道与控制通道的动态特性几乎是不变的，或者是可抵消的抵消的第13页，本讲稿共62页小结小结一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理一、前馈控制的基本原理二、前馈控制系统的特点二、前馈控制系统的特点二、前馈控

11、制系统的特点二、前馈控制系统的特点第14页，本讲稿共62页谢 谢！第15页，本讲稿共62页第十五讲第十五讲 前馈控制系统的结构形式前馈控制系统的结构形式第16页，本讲稿共62页主要内容主要内容一、静态前馈一、静态前馈一、静态前馈一、静态前馈二、动态前馈二、动态前馈二、动态前馈二、动态前馈三、前馈反馈控制三、前馈反馈控制三、前馈反馈控制三、前馈反馈控制四、前馈控制的实施四、前馈控制的实施四、前馈控制的实施四、前馈控制的实施第17页，本讲稿共62页前馈控制器（假设测量变送环节的传递函数为前馈控制器（假设测量变送环节的传递函数为1）：）：这种控制器考虑了两个通道的动态特性，是一种动这种控制器考虑了两

12、个通道的动态特性，是一种动态前馈控制器，追求的态前馈控制器，追求的目标是被控变量的绝对不变性目标是被控变量的绝对不变性。但。但在实际生产过程中，有时只需要在稳态下实现对扰动的在实际生产过程中，有时只需要在稳态下实现对扰动的补偿。补偿。一、静态前馈一、静态前馈一、静态前馈一、静态前馈第18页，本讲稿共62页令式中的令式中的s为为0，得到静态前馈控制算式，得到静态前馈控制算式KYD、KYC分别为干扰通道和控制通道的静态增益。分别为干扰通道和控制通道的静态增益。第19页，本讲稿共62页静静态态前前馈馈系系统统的的结结构构简简单单，容容易易实实现现，可可以以保保证证在在稳稳态态时时消消除除扰扰动动的的

13、影影响响，但但在在动动态态过过程程中中偏偏差差依依然然存存在在。当当在在控控制制通通道道和和干干扰扰通通道道的的动动态态特特性性差差异异很很大大时时，必必须须考考虑虑动态前馈补偿。动态前馈补偿。单个扰动的动态前馈补偿原理如图单个扰动的动态前馈补偿原理如图二、动态前馈二、动态前馈二、动态前馈二、动态前馈第20页，本讲稿共62页动动态态前前馈馈的的作作用用是是力力求求在在任任何何时时刻刻均均实实现现对对干干扰扰的的补补偿偿，通通过过合合适适的的前前馈馈控控制制规规律律的的选选择择，使使干干扰扰经经过过前前馈馈控控制制器器到到达达被被控控变变量量这这一一通通道道的的动动态态特特性性与与对对象象干干扰

14、扰通通道道的的动动态态特特性性完完全全一一致致，并并且且它它们们的的符符号号相相反反，从从而而达达到到控控制制作作用用完完全全补补偿干扰对被控变量的影响。偿干扰对被控变量的影响。第21页，本讲稿共62页比较：比较：静静态态前前馈馈是是动动态态前前馈馈的的一一种种特特殊殊情情况况，动动态态前前馈馈可可以以看看成成静静态态前前馈馈和和动动态态补补偿偿两两部部分分，它它们们结结合合在一起，可以提高控制过程的动态品质。在一起，可以提高控制过程的动态品质。第22页，本讲稿共62页三、前馈反馈控制三、前馈反馈控制三、前馈反馈控制三、前馈反馈控制由于下列原因前馈控制会存在偏差：由于下列原因前馈控制会存在偏差

15、：（1）实实际际的的工工业业过过程程中中存存在在多多个个扰扰动动，若若对对每每个个扰扰动动都都设设置置前前馈馈通通道道，会会增增加加控控制制系系统统投投资资费费用用，一一般般只选择几个主要干扰加以前馈控制。只选择几个主要干扰加以前馈控制。（2）受前馈控制模型精度的限制。）受前馈控制模型精度的限制。（3）构构建建的的前前馈馈控控制制器器是是近近似似的的，当当综综合合得得到到的的前前馈馈控控制制算算法法中中包包含含纯纯超超前前环环节节或或纯纯微微分分环环节节时时，它它们们在在物物理理上上是是不不能能实实现现的的，一一般般将将纯纯超超前前环环节节处处理理为为静静态态环节，纯微分环节处理为超前滞后环节

16、。环节，纯微分环节处理为超前滞后环节。第23页，本讲稿共62页但但是是，在在前前馈馈控控制制系系统统中中，不不存存在在被被控控变变量量的的反反馈馈，对对补补偿偿的的效效果果没没有有检检验验的的手手段段。如如果果控控制制的的结结果果无无法法消消除除被被控控变变量量的的偏偏差差，系系统统将将无无法法做做进进一一步的校正。步的校正。怎么办？怎么办？第24页，本讲稿共62页将将前前馈馈与与反反馈馈结结合合起起来来，构构成成前前馈馈-反反馈馈控控制制系系统，其原理图如图所示：统，其原理图如图所示：第25页，本讲稿共62页前馈前馈-反馈控制系统优点：反馈控制系统优点：（1）从从前前馈馈的的控控制制角角度度

17、，由由于于增增加加了了反反馈馈控控制制，降降低低了了对对前前馈馈控控制制模模型型精精度度的的要要求求，并并且且对对未未选选作作前前馈馈信号的干扰产生校正作用。信号的干扰产生校正作用。（2）从从反反馈馈控控制制角角度度，由由于于前前馈馈控控制制的的存存在在，对对干干扰扰作作了了及及时时的的粗粗调调作作用用，大大大大减减小小了了反反馈控制的负担。馈控制的负担。第26页，本讲稿共62页为为了了便便于于工工业业应应用用，使使控控制制器器的的模模式式具具有有一一定定的的通通用用性性，对对于于系系统统的的设设计计、运运行行和和维维护护都都会会带带来来方方便。便。四、前馈控制的实施四、前馈控制的实施四、前馈

18、控制的实施四、前馈控制的实施第27页，本讲稿共62页前馈控制器（假设测量变送环节的传递函数为前馈控制器（假设测量变送环节的传递函数为1）：）：第28页，本讲稿共62页用一阶加纯滞后模型来近似：用一阶加纯滞后模型来近似：则则第29页，本讲稿共62页分析：分析：多数的工业对象可用一个带有纯滞后的多数的工业对象可用一个带有纯滞后的“超前滞后超前滞后”环环节来实现补偿。当扰动通道的时滞小于控制通道的时滞节来实现补偿。当扰动通道的时滞小于控制通道的时滞时，即时，即 小于小于0，超前环节，物理上无法实超前环节，物理上无法实现。只能令其为现。只能令其为1。第30页，本讲稿共62页小结小结一、静态前馈一、静态

19、前馈二、动态前馈二、动态前馈三、前馈反馈控制三、前馈反馈控制四、前馈控制的实施四、前馈控制的实施第31页，本讲稿共62页谢 谢！第32页，本讲稿共62页第十六讲第十六讲 比值控制系统的概念比值控制系统的概念第33页，本讲稿共62页主要内容主要内容一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念二、定比值控制二、定比值控制二、定比值控制二、定比值控制第34页，本讲稿共62页溶液配制问题溶液配制问题问问题题：假假设设氢氢氧氧化化钠钠NaoH用用量量QB和和稀稀释释水水量量QA可可测测并并且且QA可可调调。如如果果QB变变化化，如如何何调调整整以以使使稀稀释释

20、液液NaoH的的浓度为浓度为68%左右？左右？解决方案一：解决方案一：通通过过测测量量混混合合液液的的浓浓度度，并并采采用用单单回回路路反反馈馈控控制制来来满满足足上上述述要要求求（设设出出口口浓浓度度为为被被控控变变量量，入入口口处处的的稀稀释释水水流流量量QA为为操操纵变量）。纵变量）。但但是是，浓浓度度信信号号的的获获取取较较为为困困难难，并并且测量环节有滞后，会影响控制品质。且测量环节有滞后，会影响控制品质。第35页，本讲稿共62页溶液配制问题溶液配制问题问问题题：假假设设氢氢氧氧化化钠钠NaoH用用量量QB和和稀稀释释水水量量QA可可测测并并且且QA可可调调。如如果果QB变变化化，如

21、如何何调调整整以以使使稀稀释释液液NaoH的的浓浓度度为为68%左右？左右？解决方案二：解决方案二：不不直直接接控控制制混混合合液液浓浓度度，而而是是采采用用输输入入流流量量比比值值控控制制来来间间接接达达到到上上述述要要求求（即即前前馈馈控控制制方方案案，根根据据前前馈馈控控制制的的不不变变性性原原理理，若若某某一一输输入入物物料料流流量量变变化化时时，另另一一物物料料也也能能按按比比例例跟跟随随变变化化，则则可可以以达达到到对对出出口口浓浓度度的的完全补偿。）完全补偿。）第36页，本讲稿共62页流量比值控制问题要求：要求：QA/QB=KAB（比值系数）而（比值系数）而QB 为主动流量，为主

22、动流量，QA 为可控量，要求设计一控制系统通过调节为可控量，要求设计一控制系统通过调节QA 以实现上以实现上述比值控制目标。述比值控制目标。第37页，本讲稿共62页在在现现在在工工业业生生产产过过程程中中，需需要要将将两两种种或或两两种种以以上上的的物物料料按按一一定定比比例例混混合合或或进进行行化化学学反反应应。一一旦旦比比例例失失调调，会会造造成成产产品品质质量量不不合合格格，甚甚至至造造成成生生产产事事故故。比比如如稀稀硝硝酸酸生生产产中中的的氧氧化化炉炉，氨氨和和空空气气应应保保持持一一定定的的比比例例，否否则则将将使使反反应应不不能能正正常常进进行行，而而比比例例超超过过一一定定极极

23、限将引起爆炸。限将引起爆炸。比比值值控控制制的的目目的的，就就是是为为了了使使几几种种物物料料混混合合后后符符合合一一定比例关系，使生产能安全正常进行。定比例关系，使生产能安全正常进行。一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念第38页，本讲稿共62页比比值值控控制制系系统统：实实现现两两个个或或两两个个以以上上参参数数符符合合一一定定比比例关系的控制系统。例关系的控制系统。流流量量比比值值控控制制系系统统：保保持持两两种种或或两两种种以以上上物物料料的的流流量量为一定比例关系的系统。为一定比例关系的系统。主主物物料料：在在需需要要保保持持比比值值

24、关关系系的的两两种种物物料料中中，必必有有一一种种物物料料处处于于主主导导地地位位，称称为为主主物物料料，表表征征这这种种物物料料的的参参数数称称为为主主动动量量，用用Q1表表示示。另另一一种种物物料料按按主主物物料料进进行行配配比比，称称为为从从物物料料，表表征征这这种种物物料料的的参参数数称称为从动量，用为从动量，用Q2表示。表示。第39页，本讲稿共62页在在实实际际生生产产过过程程中中，将将生生产产中中主主要要物物料料定定义义为为主主物物料料。有有时时，将将不不可可控控物物料料作作为为主主物物料料，用用改改变变可可控控物料即从物料来实现它们之间的比值关系。物料即从物料来实现它们之间的比值

25、关系。比比值值控控制制就就是是要要实实现现副副流流量量Q2与与主主流流量量Q1成成一一定定的的比值关系比值关系第40页，本讲稿共62页一般的流量比值控制问题一般的流量比值控制问题控制问题：控制问题：通过操作流体通过操作流体A的流量的流量QA以维持两流量的比值以维持两流量的比值不变，即不变，即 QA/QB=KAB,即使流体即使流体B的流量的流量QB变变化。化。流体流体B可被称为主动流体，可被称为主动流体，而流体而流体A可称为被动流体。可称为被动流体。第41页，本讲稿共62页二、定比值控制二、定比值控制二、定比值控制二、定比值控制单闭环比值控制单闭环比值控制双闭环比值控制双闭环比值控制单闭环比值控

26、制系统单闭环比值控制系统双闭环比值控制系统双闭环比值控制系统第42页，本讲稿共62页单闭环比值控制单闭环比值控制 系系统统包包含含一一个个闭闭合合回回路路。对对副副流流量量引引入入一一个个反反馈馈回回路路，当当主主流流量量Q1变变化化时时，其其流流量量信信号号经经测测量量变变送送器器送送到到比比值值器器中中。比比值值器器按按预预先先设设置置好好的的比比值值系系数数使使输输出出成成比比例例变变化化，并并作作为为副副流流量量控控制制器器的的设设定定值值。实实际际上上，副副流流量量控控制制是是一一个个随随动动系系统统，Q2经经反反馈馈控控制制自自动动跟跟随随Q1变变化，保持两流量比值不变。化，保持两

27、流量比值不变。第43页，本讲稿共62页 单单闭闭环环比比值值控控制制，两两物物料料放放入入流流量量比比值值可可以以保保持持一一定定，但但是是由由于于主主流流量量Q1是是可可变变的的，所所以以进进入入的的总总流流量量是不固定的。是不固定的。如何克服？如何克服？第44页，本讲稿共62页双闭环比值控制双闭环比值控制 既能实现两个流量的比值恒定，又能使进入系既能实现两个流量的比值恒定，又能使进入系统的总负荷平稳。统的总负荷平稳。第45页，本讲稿共62页 主流量也构成了闭合回路，由于有两个流量闭主流量也构成了闭合回路，由于有两个流量闭合回路，可以克服各自的外界干扰，使主、副流合回路，可以克服各自的外界干

28、扰，使主、副流量都比较平稳，系统的总负荷也将是平稳的。量都比较平稳，系统的总负荷也将是平稳的。第46页，本讲稿共62页小结小结一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念一、比值控制系统的概念二、定比值控制二、定比值控制二、定比值控制二、定比值控制第47页，本讲稿共62页谢 谢！第48页，本讲稿共62页第十七讲第十七讲 比值控制系统的设计比值控制系统的设计第49页，本讲稿共62页主要内容主要内容一、变比值控制一、变比值控制一、变比值控制一、变比值控制二、比值控制的实施二、比值控制的实施二、比值控制的实施二、比值控制的实施三、比值控制系统的设计三、比值控制系统的设计三、比值

29、控制系统的设计三、比值控制系统的设计第50页，本讲稿共62页采采用用比比值值控控制制是是为为了了保保证证流流量量之之间间的的一一定定比比例例，其其目目的的是是保保证证产产品品质质量量。定定比比值值控控制制的的各各种种方方案案只只考考虑虑如如何何来来实实现现比比值值关关系系，没没有有考考虑虑成成比比例例的的两两种种物物料料混混合合或或反反应应后后最最终终质质量量是是否否符符合合工工艺艺要要求求。因因此此，从从最终质量来看这种定比值控制系统是开环的最终质量来看这种定比值控制系统是开环的。一、变比值控制一、变比值控制一、变比值控制一、变比值控制第51页，本讲稿共62页但但系系统统中中存存在在着着除除

30、流流量量干干扰扰外外的的其其它它干干扰扰（如如温温度度、压压力力等等的的干干扰扰）时时，原原来来设设定定的的比比值值器器就就不不能保证产品的最终质量，需要重新设置。能保证产品的最终质量，需要重新设置。但但是是，干干扰扰是是随随机机的的，干干扰扰的的幅幅度度是是不不相相同同的的，无无法用人工的方法修正比值系数。法用人工的方法修正比值系数。怎么办？怎么办？变变比比值值控控制制系系统统：按按照照某某一一工工艺艺指指标标自自动动修修正正流流量比值的变化比。量比值的变化比。第52页，本讲稿共62页在在稳稳定定状状态态下下，主主、副副流流量量Q1和和Q2恒恒定定，它它们们分分别别经经测测量量变变送送器器送

31、送除除法法器器相相除除，即即得得到到它它们们的的比比值值，再再送送往往比比值值控控制制器器。如如果果表表征征最最终终质质量量指指标标的的主主参参数数y也也恒恒定定，主主控控制制器器输输出出信信号号稳稳定定。比比值值控控制制器器输输出出稳稳定定，控控制阀开度一定，产品质量合格。制阀开度一定，产品质量合格。第53页，本讲稿共62页当当系系统统中中出出现现除除流流量量干干扰扰外外的的其其它它扰扰动动引引起起主主参参数数y变变化化，通通过过主主反反馈馈回回路路使使主主控控制制器器输输出出变变化化，修修改改两两流流量量的比值设定值，以保持主参数稳定。的比值设定值，以保持主参数稳定。对对于于进进入入系系统

32、统的的主主流流量量Q1干干扰扰，由由于于比比值值控控制制回回路路的的快快速速随随动动跟跟踪踪，使使副副流流量量Q2=kQ1相相应应变变化化，以以保保持持主主参数参数y稳定，它起了静态前馈的作用。稳定，它起了静态前馈的作用。对于副流量本身的干扰，通过自身的控制回路克服。对于副流量本身的干扰，通过自身的控制回路克服。第54页，本讲稿共62页相乘方案：相乘方案：依依据据Q2=kQ1可可以以对对Q1的的测测量量值值乘乘以以比比值值k，作作为为Q2流量控制器的设定值。流量控制器的设定值。相除方案：相除方案：依依据据Q2/Q1=k可可以以将将Q2与与Q1的的测测量量值值相相除除，作作为比值控制器的测量值。

33、为比值控制器的测量值。二、比值控制的实施二、比值控制的实施二、比值控制的实施二、比值控制的实施第55页，本讲稿共62页第56页，本讲稿共62页三、比值控制系统的设计三、比值控制系统的设计三、比值控制系统的设计三、比值控制系统的设计（1）主、从动量的确定）主、从动量的确定设设计计比比值值控控制制系系统统时时，首首先先要要确确定定主主、从从动动量量：在在生生产产过过程程中中起起主主导导作作用用、可可测测而而不不可可控控、较较昂昂贵贵的的物物料料流流量量一一般般为为主主动动量量。以以主主动动量量为为准准进进行行配配比比的的物物料料流流量量为为从从动量。动量。（2）控制方案的选择）控制方案的选择根根据

34、据不不同同的的工工艺艺情情况况、负负荷荷变变化化、扰扰动动性性质质和和控控制制要求等进行合理选择。要求等进行合理选择。第57页，本讲稿共62页（3）控制器控制规律的确定）控制器控制规律的确定单单闭闭环环控控制制中中从从动动回回路路控控制制器器选选用用PI控控制制规规律律，起起比比值值控制和稳定从动量的作用。控制和稳定从动量的作用。双双闭闭环环控控制制中中主主、从从动动回回路路调调节节器器选选用用PI控控制制规规律律，不不仅仅起起比比值值控控制制作作用用，而而且且要要起起稳稳定定各各自自的的物物料料流流量的作用。量的作用。变比值控制可仿效串级系统控制规律的选用原则。变比值控制可仿效串级系统控制规

35、律的选用原则。第58页，本讲稿共62页（4）比值系数）比值系数K的选取范围的选取范围相相乘乘形形式式：K值值如如果果太太小小，则则从从动动量量Q2的的流流量量设设定定值值KQ1也也很很小小，仪仪表表的的量量程程不不能能充充分分利利用用，会会影影响响控控制制精精确确度度；如如果果K值值过过大大，则则设设定定值值可可能能接接近近控控制制器器的的量量程程上上限限，遇遇到到主主动动流流量量Q1值值进进一一步步上上升升时时，将将无无法法完完成成比比值值控制的功能。控制的功能。相除形式：相除形式：K值应取为值应取为0.5-0.8左右。左右。第59页，本讲稿共62页（5）副流量回路的参数整定）副流量回路的参

36、数整定比比值值控控制制系系统统中中副副流流量量回回路路是是一一个个随随动动系系统统，副副流流量量应应该该能能够够正正确确地地跟跟随随主主流流量量变变化化，并并且且不不能能有有超超调调，因因此此，比比值值控控制制实实际际上上是是要要达达到到振振荡荡与与不不振振荡荡的的临临界界过过程程，整整定步骤：定步骤：根根据据工工艺艺要要求求，计计算算比比值值系系数数，根根据据计计算算的的比比值值系系数投运，还需要根据实际情况进行适当调整。数投运，还需要根据实际情况进行适当调整。采采用用PI控控制制器器，先先将将积积分分时时间间置置于于最最大大，由由大大到到小小调调整整比例度，直到系统达到振荡与不振荡的临界过程为止。比例度，直到系统达到振荡与不振荡的临界过程为止。将将比比例例度度放放大大20%，然然后后慢慢慢慢将将积积分分时时间间减减少少，直直到到系系统达到振荡与不振荡的临界过程。统达到振荡与不振荡的临界过程。第60页，本讲稿共62页小结小结一、变比值控制一、变比值控制一、变比值控制一、变比值控制二、比值控制的实施二、比值控制的实施二、比值控制的实施二、比值控制的实施三、比值控制系统的设计三、比值控制系统的设计三、比值控制系统的设计三、比值控制系统的设计第61页，本讲稿共62页谢 谢！第62页，本讲稿共62页