双闭环比值控制.docx

过程控制工程课程设计报告
设计题目：双闭环比值控制
目录
双闭环比值控制系统简介 3
双闭环比值控制系统仿真综合实例 4
双闭环比值控制系统实例步骤及仿真图 5
参考历史文献 12
心得体会 15
・双闭环比值控制系统
过程控制工程课程设计报告
设计题目：双闭环比值控制
目录
双闭环比值控制系统简介 3
双闭环比值控制系统仿真综合实例 4
双闭环比值控制系统实例步骤及仿真图 5
参考历史文献 12
心得体会 15
・双闭环比值控制系统
双闭环比值控制系统的特点是在保持比值控制的前提 下，主动量和从动量两个流量均构成闭环回路，这样克服了 自身流量的干扰，使主、从流量都比较平稳,并使得工艺总负 荷也较稳定。
从动量控制回路是随动控制系统，期望系统响应快些， 一般按单回路整定；主动量控制回路是定值控制系统，反应 速度较慢时有利于从动控制回路的快速跟踪，一般整定为周 期过程。主、从控制回路均选择
PI控制方式。

双闭环比值控制系统的工艺图及控制框图如下图所 示。假设主动控制量控制系统的数学模型和从动控制量控制
系统的数学模型为g(s) = ¥e项和G(s) = ―3—.e一5s 15s +1 (10s +1)(20 s +1)

(1 )分析主动量控制系统和从动量控制系统稳定性。
执行该系统的Bode图得，系统开环稳定，幅值稳定 ，。
选择控制系统结构和调节器形式。
控制系统框图如图下图所示。其中a代表比值，在此 ⑴和Gc2(s)分别为主动量控制环和从动控制环 的控制器，按前述分析取PI形式。
整定主动量控制器参数。
仍采用稳定边界法整定系统参数。仿真图如图所示，
Kp=, KI=，此时系统超调超调量约为55%，故需再 整定。Kp=, KI=，此结果超调 量小于10%，此时系统响应较快，超调量不大。
ratio
整定从被控量控制器参数。
用如图进行整定。令KI=0，Kp由小到大变化，当Kp= 时，系统振荡，Tcr=。按稳态临界法整定参数为Kp=, KI=,此时系统超调量约为22%。
进一步调整，当Kp=，KI=，系 统响应较快且没有超调。
0_4
200
整定

1




0
500
1000
1500
2000
2500
3000
再整定
双闭环比值控制系统控制过程仿真。
双闭环比值控制过程相当于从动量随主动量变化的随 动控制过程。假定给定值为5,主动量和从动量的比值根据 工艺要求及测量仪表假定为4，主动控制系统和从动控制系 统均受随机扰动，则系统控制过程Simulink仿真框图如图下 图所示。
在图中使用了总线(1),该模块[Simulink]>[Signal Routing ]选项下，该模块类似与计算机中总线概念，可以使 结构更简洁。
Simulink运行结果如图下图所示。
40
20 一
15
10
寸
-t
_L
500
1000
1500
2000
2500
3000
可见除初始时间延迟外，从动量较好的跟随主动量变化 而变化，并基本维持比值4,实现了主动量和从动量间的比 值控制，且对主动量和从动量均进行调节，提高了系统的综 合控制精度。
四、参考历史文献
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2002
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、王再英
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、陈夕松
汪木兰
过程控制系统 北京：科学出版社
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2003
年
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、吴勤勤
.
控制仪表及装置
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北京：化学工业出版社，
2002
年
9
、王俊杰
.
检测技术与仪表武汉：武汉理工大学出版社
,2001
年