6 复杂过程控制系统

1 下图为一反应器的控制方案。QA 、QB分别代表进入反应器的两种物料A 、B的流量，

试问：

（1）这是一个什么类型的控制系统，试画出其方块图。 （2）系统中的主物料和从物料各是什么？

（3）如果两控制阀均选气开式，是决定各控制器的正反作用。 （4）试说明系统的控制过程。

2 串级控制系统有哪些特点？主要用在哪些场合？画出它的控制系统的方块图。 3 什么是前馈控制系统？它有什么特点？

4 前馈控制主要形式有哪几种？主要应用在什么场合？ 5 什么叫比值控制系统？

6 均匀控制系统的目的和特点是什么？简述均匀控制系统的控制方案。

习题6解答：

1 （1） 该系统为串级控制与比值控制系统的组合。其方块图如下：

（2） 主物料为A;从物料为B；

（3） FAC 、FBC 、LC均为反作用。

（4） FAC 、FBC分别构成QA与QB的闭环系统，分别用来稳定QA与QB。

2 串级控制系统的方块图如下：

解：

串级控制系统的主要特点为：

1) 在系统结构上它是有两个串级工作的控制器构成的双闭环控制系统； 2) 系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量； 3) 由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量

的影响；

4) 系统对负荷改变时有一定的自适应能力。

串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。

3 按扰动变化大小进行控制的系统称为前馈控制系统。

前馈控制系统的主要特点有：

（1）前馈控制是基于不变性原理工作的，比反馈控制及时、有效； （2）前馈控制是属于“开环”控制系统；

（3）前馈控制使用的是视对象特性而定的“专用’控制器，又称前馈补偿装置； （4）一种前馈作用只能克服一种干扰；

4 前馈控制的主要形式有单纯的前馈控制（又称简单前馈）和前馈-反馈控制两种。根

据对干扰补偿形式的特点，又分静态前馈控制和动态前馈控制。前馈控制主要用于下列场合：

（1）干扰幅值大而频繁，对被控变世影响剧烈．单纯反馈控制达不到要求时； （2）主要干扰是可侧不可控的变量；

（3）对象的控制通道滞后大，反馈控制不及时，控制质量差时，可采用前馈一反馈控制系统以提高控制质量。

5 实现两个或两个以上的参数符合一定比例关系的控制系统．称为比值控制系统。通 常为流量比值控制系统，用来保特两种物料的流量保持一定的比例关系。

6 均匀控制系统的目的是为了解决前后工序的供求矛盾，使两个变量之间能够互相兼 顾和协调操作。

不是为了使被控变量保持不 均匀控制系统的特点是其控制结果不像其他控制系统那样．

变，而是使两个互相联系的变量都在允许的范围内缓慢地变化。

对于均匀控制系统的控制方案以液位与流量的均匀控制为例，其控制方案有简单均匀

控制与串级均匀控制两种。

从结构上来讲简单均匀控制与一般的液位控制系统一样．串级均匀控制与一般的被位－ 流量串级控制系统一样。其区别在于均匀控制与一般的控制系统目的不一样。之所以能够使 两个变量间的关系得到协调，是通过控制器参数整定来实现的。均匀控制系统中的控制器一 般都采用纯比例作用，且比例度很大，必要时才引入少里的积分作用。