1、1第二章 串級控制系統(tǒng)21與單回路系統(tǒng)相比，串級控制系統(tǒng)有些什么特點？(1)串級系統(tǒng)由于副回路的存在,使等效副對象時間常數(shù)減小，改善了對象的特性,使系統(tǒng)工作頻率提高。(2)串級控制系統(tǒng)有較強的抗干擾能力，特別是干擾作用于副環(huán)的情況下,系統(tǒng)的抗干擾能力會更強。(3)串級系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力。22為什么說串級控制系統(tǒng)主控制器的正、反作用方式只取決于主對象放大倍數(shù)的符號，而與其他環(huán)節(jié)無關(guān)？主環(huán)內(nèi)包括有主控制器,副回路,主對象和主變送器.而副回路可視為一放大倍數(shù)為“1”的環(huán)節(jié),主變送器放大倍數(shù)一般為正,所以主控制器的正反作用只取決于主對象放大倍數(shù)的符號。如果主對 象放大倍數(shù)的符號為正,則主控制器為

2、反作用,反之,則主控制器為正作用。25試說明為什么整個副環(huán)可視為一放大倍數(shù)為正的環(huán)節(jié)來看？ 副回路所起的作用是使副變量根據(jù)主調(diào)節(jié)器輸出進行控制，是一隨動系統(tǒng)。因此整個副回路可 視為一放大倍數(shù)為正的環(huán)節(jié)來看。26試說明在整個串級控制系統(tǒng)中主、副控制器之一的正、反作用方式選錯會造成怎樣的危害？當主、副控制器有一個正反作用方式選錯時,就會造成系統(tǒng)的主回路或副回路按正反饋控制,當被控變量出現(xiàn)偏差時,系統(tǒng)不僅不向著消除偏差的方向校正,反而使被控變量遠離給定值。27圖2-20所示的反應(yīng)釜內(nèi)進行的是化學(xué)放熱反應(yīng)， ，而釜內(nèi)溫度過高會發(fā)生事故，因此采用夾套通冷2卻水來進行冷卻，以帶走反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的熱量。由

3、于工藝對該反應(yīng)溫度控制精度要求很高，單回路 滿足不了要求，需用串級控制。 當冷卻水壓力波動是主要干擾時，應(yīng)怎樣組成串級？畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。當冷卻水入口溫度波動是主要干擾時，應(yīng)怎樣組成串級？畫出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 對以上兩種不同控制方案選擇控制閥的氣開、氣關(guān)形式及主、副控制器的正、反作用方式。(1)選冷水流量為副變量，釜內(nèi)溫度為主變量組成串級系統(tǒng)(2)夾套溫度為副變量，釜內(nèi)溫度為主變量組成串級系統(tǒng)32.8圖2-21為一管式爐原油出口溫度與爐膛溫度串級控制系統(tǒng)。要求：選擇閥的開閉形式？ 確定主、副控制器的正、反作用方式？ 在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，如果燃料壓力突然升高，結(jié)合控制閥的開閉形式及控制器的正、反作用方

4、式, 分析串級系統(tǒng)的工作過程。氣開閥(2)主控制器反作用，副控制器反作用。(3)如果燃料氣的P1突然生高，副回路首先有一個“粗調(diào)”：P1fF1TT2fu2JF1J沒有完全被副回路克服的部分干擾，通過主回路“細調(diào)”:T2fT1fu1JF1JT2JT1J42. 9某干燥器采用夾套加熱和真空吸收并行的方式來干燥物料。干燥溫度過高會使物料物性發(fā)生變化,這是不允許的，因此要求對干燥溫度進行嚴格控制。夾套通入的是經(jīng)列管式加熱器加熱的熱水，而加熱器采用的是飽和蒸汽，流程如圖2-22所示。要求： 如果冷卻水流量波動是主要干擾，應(yīng)采用何種控制方案？為什么？ 如果蒸汽壓力波動是主要干擾，應(yīng)采用何種控制方案？為什么？ 如果冷卻水流量和蒸汽壓力都經(jīng)常波動，應(yīng)采用何種控制方案？為什么？(1)以熱水溫度為副變量，干燥器出口溫度為主變量，蒸汽流量為操縱變量構(gòu)成溫度溫度串級系統(tǒng)，冷水 流量單獨設(shè)計流量單回路系統(tǒng)理由：當被控變量為干燥器出口溫度時，不宜選冷水流量做操縱變量，故單獨設(shè)計流量單回路系統(tǒng)抑 制冷水流量波動。以干燥器出口溫度為被控量、蒸汽流量為操縱變量的控制系統(tǒng)中，控制通道太長，存在較大的 時間常數(shù)和純滯后，故選擇換熱器出口溫度為副變量，構(gòu)成串級系統(tǒng)，利用副回路減小等效時 間常數(shù)。5（2）以熱水溫度為為副變量，干燥器的溫度為主變量串級系統(tǒng)。理