第10章解耦控制系统.ppt

《过程控制工程及仿真--基于MATLAB/Simulink》电子工业出版社出版
作者:郭阳宽王正林
联系邮箱:wa_2003@
本章内容与目录
解耦控制系统

相对增益
比值系数计算
解耦控制
综合仿真实例
本章小结
本章描述了过程控制系统的耦合和解耦的基本概念,介绍了解耦控制的基本特点、解耦控制系统的设计以及解耦控制系统控制器参数整定等基础知识,并通过仿真实例讲述解耦控制系统的特点、设计及整定。
通过本章,读者对解耦控制的特点、解耦控制系统的能有较为全面的认识,并通过仿真深化对解耦控制的理解。
解耦控制系统

解耦控制系统一般都是多输入多输出系统,而且输入和输出之间的关系是复杂的耦合,一个输入量影响多个输出量,一个输出量受多个输入量的影响。
实际被控对象不同,输入、输出之间的关系也不同。被控对象的某个输出和某个输出具有明显的“一一对应”的“依赖”性,而其他输出和输出 的相互关系则很弱,可以忽略。此时的多输入多输出关系,可以简化为多个单输入单输出的单回路控制系统,而把其他的影响因素看成干扰。
当多输入多输出系统中输入输出相互耦合较强时,系统不能简单地简化为多个单回路控制系统,此时应采取相应的解耦措施,之后再对系统采取适当的控制措施。
多输入多输出系统中,输入和输出的耦合程度可用相对增益描述。
[L1]输入和输出?已改
 [L2]同上?已改
解耦控制系统
[L1]输入和输出?已改
 [L2]同上?已改
相对增益
解耦控制系统
[L1]输入和输出?已改
 [L2]同上?已改
相对增益
相对增益的确定方法主要有实验法、解析法和间接法。
(1)实验法
所谓实验法即是按定义求取相对增益的方法,该方法的求解完全依据定义进行。
利用实验法求第一放大系数比较易于实现。求第二放大系数时,要保持某个输出变化,其他输出不变,在大多数实际系统中不可行。因此,实验法在实际使用中有较大困难,甚至在实际的过程对象中难以进行。
(2)解析法
解析法是基于被控过程的工作原理,通过对输入、输出数学关系的变换和推导,求得相对增益的方法。
(3)间接法
上述实验法在实际使用中受到限制,难于实际应用。解析法由于计算量较大,在使用中,显得较为烦琐,而间接法是通过相对增益与第一放大系数的关系,利用第一放大系数求得相对增益的方法,相对较为实用。