文档介绍：单回路反馈控制系统
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单回路反馈控制系统
单回路系统的结构组成
被控变量的选择
对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择
控制阀的选择
测量、传送精度要求较高、希望动态偏差小、被控对象的时间滞后较大的，PID
控制规律选择原则：
工业常见控制器有：P、PI、PD、PID
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单回路反馈控制系统
单回路系统的结构组成
被控变量的选择
对象特性对控制质量的影响及操纵变量的选择
控制阀的选择
测量、传送滞后对控制质量的影响及其克服办法
控制器参数对系统控制质量的影响及控制规律的选择
系统的关联及其消除方法
单回路系统的投运和整定
实验：单回路控制系统连接、投运和整定、质量研究
第1章
教学进程
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系统的关联及其影响
如同一条水管安装有多个水龙头，各个龙头的流量相互影响
所谓关联，就是系统之间彼此相互有影响
TC
LC
提馏段温度与塔底液位控制系统
家中煤气供量，高峰期互相影响
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由此可见，这两套控制系统存在着相互关联。
系统的关联在很大程度上影响控制系统的性能，要非常注意

系统的关联及其影响
关联
蒸汽阀开大，蒸汽量增加，温度上升，
但同时由于蒸发量增大，塔釜液位会下降；
同样，液位阀开大，采出量增加，液位下降，同时由于
被加热的液体减少，温度会增加。
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分析系统关联的方法
相对增益方法
Gc1(s)
Gcn(s)
R1(s)
nn
Rn(s)
Y1(s)
Yn(s)
u1(s)
un(s)
j
i
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相对增益的计算：
j – i 通道
第一次计算只有第j个操纵变量变化，其它各操纵变量均维持不变的增益：
第二次计算其它各操纵变量都变化（处于闭环控制）的增益：
于是，j – i 通道的相对增益为：
相对增益定义：
相互关联程度

分析系统关联的方法
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（5）λij<0，其它回路闭合时，本回路将变成不稳定（条件稳定回路）
（1）λij=1，其它回路闭合与否对本通道没有影响，即，
该通道的控制回路与其它系统没有关联；
（2）λij>1，其它回路闭合对本通道有影响，即，
该通道的控制回路与其它系统有关联，这种关联使得本回路增益变小，
负关联。（λij越大关联越大）
（3）λij<1，其它回路闭合对本通道有影响，即，
该通道的控制回路与其它系统有关联，这种关联使得本回路增益变大，
正关联。（λij越小关联越大）
（4）λij=0，其它回路开环时，ui对yi没有影响，j – i 通道的控制回路
不能构成

分析系统关联的方法
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相对增益矩阵A – 布里斯托尔阵列

分析系统关联的方法
（6） λij =∞，只有在其它回路开环时，才能用ui控制yi，即此通道
的控制回路才能成立。
可见，可根据λij对1的偏离程度大小判断关联程度
λij偏离1越大，系统间相互关联越厉害
● 每行（列）相对增益之和为1。
● 已知各通道的开环增益K
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削弱或消除系统间关联的方法
关键：深入仔细分析关联的产生
方法：通过工艺分析，找出关联，并提出解决关联的方法
若能计算相对增益（矩阵），可进行量化分析
（1）按照变量配对，若λ均在1的附近，说明关联不大，此时，可采用控制系统参数整定的方法，即拉开工作频率范围，可以削弱关联的影响；
（2）若相对增益都离1较远，说明彼此关联较厉害，必须从控制系统设计入手解决，如采用解耦控制方案；
（3）相对增益有些离1远，有些在1附近，可采用重新变量配对，再进行处理。
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例子：
离心泵输出管线上的流量和压力控制控制系统
PC
FC
流量和压力控制系统存在关联，可采用控制器参数整定的方法，拉开各自的工作频率。
若流量控制重要，可使流量控制器敏感些（减小比例度，减小微分时间），这