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第8章复杂规律计算机控制系统的设计8.1串级控制图8.1原料气加热炉出口温度控制系统的结构图8.2燃料油的压力控制图8.3出口原料气温度串级控制系统计算机控制系统(第2版)图8.4原料气加热炉串级控制系统方框图8.1.2串级控制系统的特点1.减小副控对象的等效时间常数图8.5串级控制系统的方框图2.提高系统的工作频率图8.6单回路控制系统3.提高了抑制二次扰动的能力图8.7串级控制系统的等效方框图计算机控制系统(第2版)图8.8同等条件时的单回路控制系统4.对负荷变化的适应能力提高8.1.3串级控制系统的应用范围1.用来抑制控制系统的扰动2.用来克服对象的纯滞后图8.9串级控制克服容量滞后3.用来减小对象的非线性影响8.1.4计算机串级控制系统图8.10计算机串级控制系统1.主控和副控回路采样周期相同（同步采样）计算机控制系统(第2版)图8.11串级控制系统的算法流程图2.主控和副控回路采样周期不同（异步采样）计算机控制系统(第2版)图8.12异步采样调节的算法流程图8.1.5串级控制系统的设计原则8.1.6串级主控和副控调节器的选择图8.13副控调节回路8.1.7副控回路微分先行串级控制系统图8.14副控回路微分先行串级控制系统计算机控制系统(第2版)图8.15副控回路微分先行串级控制的算法流程图8.1.8多回路串级控制系统图8.16多回路串级控制系统计算机控制系统(第2版)8.2前馈控制8.2.1前馈控制的工作原理图8.17负反馈控制系统图8.18原料气加热炉前馈控制系统图8.19前馈控制的通道结构图8.20前馈控制系统的输出特性计算机控制系统(第2版)8.2.2前馈控制的类型1.静态前馈控制图8.21静态前馈控制的结构图8.22原料气加热炉静态前馈控制系统2.动态前馈控制图8.23动态前馈控制的结构计算机控制系统(第2版)图8.24τ1=τ2时动态前馈控制图8.25τ1≠τ2时动态前馈控制图8.26原料气加热炉动态前馈控制3.计算机控制系统(第2版)图8.27图8.28图8.294.计算机控制系统(第2版)图8.30图8.31不同控制类型对控制性能的影响8.2.3计算机前馈控制计算机控制系统(第2版)图8.32前馈控制的方框图图8.33图8.34数字调节器方框图计算机控制系统(第2版)图8.35计算机控制系统(第2版)8.2.4多变量前馈控制图8.36图8.37多变量前馈控制图8.38图8.39精馏塔多变量前馈控制系统8.2.6前馈调节器参数的整定1.静态前馈系数的整定计算机控制系统(第2版)图8.40开环整定时系统的方框图图8.41闭环整定时系统的方框图图8.42图8.43Kf对控制性能的影响2.动态前馈调节器参数的整定计算机控制系统(第2版)8.3纯滞后对象的控制8.3.1大林算法1.大林算法的设计要点图8.44纯滞后对象的计算机控制系统2.带纯滞后一阶惯性对象的大林算法图8.45数字调节器的振铃现象8.3.2纯滞后补偿控制1.纯滞后补偿控制原理图8.46纯滞后对象的负反馈控制图8.47纯滞后补偿控制系统计算机控制系统(第2版)图8.48图8.47的等效图图8.49纯滞后补偿系统的输出特性2.纯滞后补偿器的计算机实现图8.50计算机实现的纯滞后补偿控制系统图8.51纯滞后补偿器(一)图8.52纯滞后补偿器（二）3.纯滞后信号的产生图8.53存储单元法产生纯滞后信号计算机控制系统(第2版)图8.54二项式近似的纯滞后补偿器图8.55二阶多项式近似的纯滞后补偿器4.纯滞后补偿控制系统图8.56减温器纯滞后补偿控制系统图8.57减温器纯滞后补偿控制系统的方框图图8.58纯滞后补偿控制改善控制性能计算机控制系统(第2版)图8.59精馏塔带纯滞后补偿的串级控制图8.60精馏塔带纯滞后补偿的串级控制方框图图8.61精馏塔提馏级温度控制特性5.纯滞后数字补偿控制的算法原理图8.62纯滞后补偿PID控制系统计算机控制系统(第2版)图8.63纯滞后补偿PID控制的算法流程图8.4多变量解耦控制图8.64发电厂锅炉系统示意图计算机控制系统(第2版)8.4.1解耦控制原理图8.65精馏塔两端组分控制图8.66精馏塔组分的耦合关系图8.67解耦控制原理计算机控制系统(第2版)图8.68组分解耦控制系统的等效图图8.69多变量解耦控制系统8.4.2多变量解耦控制的综合方法1.对角线矩阵综合法图8.70对角线矩阵解耦控制算法流程图2.单位矩阵综合法3.前馈补偿综合法图8.71单位矩阵解耦控制系统等效方框图计算机控制系统(第2版)图8.72前馈补偿解耦控制系统方框图8.4.3计算机多变量解耦控制图8.73计算机多变量解耦控制系统方框图8.4.4计算机多变量解耦控制举例1.裂解炉的工艺流程图8.74乙烯装置裂解炉的工艺流程图计算机控制系统(第2版)图8.75裂解炉的单回路温度控制系统图8.76裂解炉多变量解耦控制系统2.裂解炉的温度解耦控制3.裂解炉的解耦矩阵图8.77精馏塔的解耦控制系统计算机控制系统(第2版)图8.78精馏塔解耦控制效果(一计算机控制系统(第2版)图8.79精馏塔前馈解耦效果(二图8.80造纸机的两个耦合系统图8.81计算机解耦和手工操作控制性能的比较8.5其他复杂规律控制系统的简介8.5.1比值控制1.单闭环比值控制系统计算机控制系统(第2版)图8.82单闭环比值计算机控制系统2.双闭环比值控制系统图8.83双闭环计算机比值控制系统3.变比值控制图8.84串级变化比值计算机控制系统计算机控制系统(第2版)8.5.2均匀控制图8.85串级均匀控制示意图图8.86A、B塔的液位h(t)、流量q(t)变化曲线图8.87串级均匀计算机控制系统8.5.3分程控制图8.88热交换器分程控制系统计算机控制系统(第2版)图8.89热交换器计算机分程控制的方框图8.5.4自动选择性控制1.被调参数的选择性控制图8.90液氨蒸发器控制系统图8.91液氨蒸发器自动选择性控制的方框图2.测量信号选择性控制图8.92反应器峰值温度自动选择性控制系统计算机控制系统(第2版)图8.93反应器峰值温度自动选择性控制的方框图8.6练习题