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夹套式反应器温度串级控制控制方案设计.doc
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A中北大学课程设计说明书7制质量的影响;(4)串级控制系统可以兼顾两个变量,更精确控制操作变量;(5)串级控制系统可以实现灵活的控制方式,必要死可切除副调节器。根据设计题目为夹套式反应器温度串级控制控制系统设计,假设该反应器用于常态常压反应,因此选择控制方案为夹套式反应器反应温度与夹套水温度构成的T-T串级控制方案。图2-1串级系统控制流程图如图2-1所示;被控过程有三个热容器:即夹套中的冷却水、反应器壁和反应器中的物料。由于从干扰引起反应温度1T下降,到调节阀动作时温度升高,其间需要经过三个热容过程。控制通道的时间常数和容量滞后较大,最终使1T调节不及时而出现较大的偏差。图中控制器2T C用于克服干扰2F对夹套水温度2T的影响通过稳定夹套水温度来及时抑制干扰2F对反应温度1T产生的影响。但是控制器2T C不能克服干扰1F对1T的影响.因而也就不能保证1T符合工艺要求。为此要根据反应器内的情况,适当改变2T C的设定值2rT。以确定夹套水温度能使1T稳定在工艺要求的数值上,即有控制器1cT根据1T与1rT的偏差来自动改变2T C的设定值2rT[3]。三控制系统设计3.1被控变量和控制变量的选择中北大学课程设计说明书83.1.1被控变量的选择(1)主被控变量的选择根据工艺过程的控制要求,主被控变量应该能反映工艺指标。夹套式反应器的工艺指标主要是反应器内温度,利用反应器内温度来衡量反应物之间反映的充分情况。因此,若要反映工艺指标,夹套式反应器内反应温度必须是T-T串级控制系统的主被控变量。(2)副被控变量的选择从串级控制的特点可知,当扰动进入副回路时,副回路能迅速而强有力地克服它,起到超前控制作用,因此在选择副变量时,一定要把主要扰动包括在副回路内,并力求把尽量多的扰动包含在副回路中,以充分发挥串级控制的最大优点,吧对主变量影响最严重、最剧烈、最频繁的扰动因素抑制到最低程度,以确保主被控变量的控制质量。同时冷却水温度变化是主要扰动,包括水温变化、水量变化等许多的扰动。因此采用夹套水温度作为副被控变量。这样完全符合副被控变量包括主要扰动且包含尽可能多的扰动的原则。3.1.2控制变量的选择控制变量是在系统中加以控制的变量。除去系统的主、副被控变量外的一切变量,这些变量有些必须加以控制。在夹套式反应器中反应温度和夹套水温度构成的T-T串级控制系统中,冷却水流量这一变量在系统中包括的扰动变量最多,因此选取冷却水流量作为系统的控制变量,这样符合系统的整体控制。3.2主、副回路的设计3.2.1主回路的设计串级控制系统的主回路仍是一个定值控制系统,主回路的设计仍可用单回路控制系统的设计原则进行。因此主回路应包括主要的质量指标等标准。因此确定了主被控变量、主控制变量及主要扰动变量就能组成主回路。由上述的主被控变量和控制变量的选择可设计出系统主回路。如图3-1所示;中北大学课程设计说明书9图3-1串级控制系统主回路3.2.2副回路的设计副回路可看作是一种新的动态环节。副回路设计是串级控制系统设计的一个关键问题。从结构上看,副回路也是一个单回路,问题的实质在于如何从整个对象中选取一部分作为父对象,然后组成一个控制回路,即可归纳为如何选择福参数。首先副参数的选择应使副回路的时间常数小,调节通道短,反应灵敏;其次副回路因包含被控对象所受到主要干扰。由此86-99可设计出系统的副回路。如图3-2所示;图3-2串级控制系统副回路3.3现场仪表选型3.3.1测温检测元件及变送器(1)温度检测元件图3-3热电偶的分度规格及特性表中北大学课程设计说明书10由于主、副回路的温度变送器的温度范围相差不大可以忽略,因此两个热电偶可以选择相同的。假设该夹套式反应器用于普通常压的情况下100℃条件下的反应。由此可选镍铬-铜镍(GB/T)的热电极代号为EP。在温度测量环节可用以下的一节化解来近似:1(
??式中,TMK与测量仪表的量程有关。10T?为温度测量环节的时间常数,单位为分,min.在实际过沉重这些参数基本不变。这里假设,主温度仪表量程为50~150℃,副温度仪表量程为0~500℃,测量环节的时间常数11minT?。而各仪表输出经归一化后均为0~100%,因而有1,max
1,min11,max 1,min1%/M
???,25%/TMK
?。可选出上述的热电偶[4]。在使用热电偶时,由于冷端暴露在空气中,受周围环境温度波动的影响,且距热源较近,其温度波动也较大,给测量带来误差,为了降低这一影响,通常用补偿导线作为热电偶的连接导线。补偿导线的作用就是将热电偶的冷端延长到距离热源较远、温度较稳定的地方。补偿导线的作用如图3-3所示:图3-4补偿导线作用用补偿导线将热电偶的冷端延长到温度比较稳定的地方后,并没有完全解决冷端温度补偿问题,为此还要采取进一步的补偿措施
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串级控制系统对副回路的要求和简单控制回路一样,要实现无差控
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串级控制系统对副回路的要求和简单控制回路一样,要实现无差控此题为判断题(对，错)。请帮忙给出正确答案和分析，谢谢！
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1串级控制系统中,主回路是一个定值控制系统,而副回路是一个随动控制系统2在比例积分作用中,积分时间增加到非常大的情况下,可以把它看作纯比例作用3串级控制系统由于引入一个闭和的副回路,不仅能迅速克服作用于副回路的干扰,而且对作用于副对象上的干扰也能加速克服过程4三相电源中,任意两根相线间的电压为线电压
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串级PID控制原理
[导读]串级计算机控制系统的典型结构如下图所示，系统中有两个PID控制器，Gc2(s)称为副调节器传递函数，包围Gc2(s)的内环称为副回路。Gc1(s)称为主调节器传递函数，包围Gc1(s)的外环称为主回咱。主调节器的输出控制量u1作为
串级计算机控制系统的典型结构如下图所示，系统中有两个PID控制器，Gc2(s)称为副调节器传递函数，包围Gc2(s)的内环称为副回路。Gc1(s)称为主调节器传递函数，包围Gc1(s)的外环称为主回咱。主调节器的输出控制量u1作为副回路的给定量R2(s).本文引用地址: 串级控制系统的计算机顺序是先主回路(PID1),后副回路(PID2)。控制方式有两种：一种是异步采样控制，即主回路的采样控制周期T1是副回路采样控制周期T2的整数倍。这是因为一般串级控制系统中主控对象的响应速度慢、副控对象的响应速度快的缘故。另一种是同频采样控制，即主、副回路的采样控制周期相同。这时，应根据副回路选择采样周期，因为副回路的受控对象的响应速度较快。串级控制的主要优点：1、将干扰加到副回路中，由副回路控制对其进行抑制；2、副回路中参数的变化，由副回路给予控制，对被控制量Gc1的影响大为减弱；3、副回路的惯性由副回路给予调节，因而提高了整个系统的响应速度。副回路是串级系统设计的关健。副回路设计的方式有很多种，下面介绍按预期闭环特性设计副调节器的设计方法。由副回路框图可得副回路闭环系统的传递函数为：
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热门关键词《过程控制系统》思考题答案_中华文本库
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《过程控制系统》思考题
1． 什么叫串级控制系统？绘制其结构方框图。
串级控制系统是由两个控制器的串接组成，一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值，两个控制器有各自独立的测量输入，有一个控制器的给定由外部设定。
2． 与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？
多了一个副回路，形成双闭环。特点：主控制器输出改变副控制器的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。
3．为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力？ ①副回路的快速作用，对于进入副回路的干扰快速地克服，减小了干扰对主变量的影响； ②引入副回路，改善了副对象的特性(减小副对象的相位滞后) ，提高了主回路的响应速度，提高了干扰的抑制能力；
③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制；
④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。
4．串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则？ ①将主要干扰包括在副回路；
②副回路尽量包含多的干扰；
③为保证副回路的快速响应，副对象的滞后不能太长；
④为提高系统的鲁棒性，将具有非线性时变部分包含于副对象中；
⑤需要对流量实现精确的跟踪时，将流量选为副对象。
5．串级控制系统通常可用在哪些场合？
* 应用于容量滞后较大的过程
* 应用于纯时延较大的过程
* 应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程
* 应用于参数互相关联的过程
* 应用于非线性过程
6． 前馈控制与反馈控制各有什么特点？绘制前馈控制系统结构方框图。 前馈：基于扰动来消除扰动对被控量的影响；
? 动作“及时” ；
? 只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳
? 具有指定性补偿的局限性；
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寻找更多 ""一个主回路，两个副回路的控制方案能实现吗_百度知道
一个主回路，两个副回路的控制方案能实现吗
我有更好的答案
一个主回路，
plc可以，其他要看情况。
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