变增益串级-比值控制与选择控制系统解析

"本课程主要探讨的是系统功能中的变增益串级-比值控制与选择控制系统，适合学习工业自动化、过程控制领域的学生或从业者。课程涵盖了前馈控制的原理，以及比值控制的实现方法，包括单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统的结构与工作原理。同时，讲解了在实际应用中如何通过比值控制解决溶液配制问题，以保持特定的浓度。此外，还涉及了比值器参数设定的问题，以适应线性和非线性对象的流量控制需求。" 在控制系统设计中，变增益串级控制是一种高级控制策略，它结合了主回路和副回路，允许根据过程条件的变化调整控制器的增益。这种控制方式提高了系统的稳定性和性能，特别是在处理非线性或动态特性变化大的过程时。 比值控制是控制系统中的一种特殊形式，主要用于处理两个流量之间的比例关系。例如，在溶液配制过程中，为了保持特定的浓度，需要精确控制两种液体（如NaoH和水）的流入比。比值控制可以通过设定一个固定的流量比值系数（QA/QB=KAB），使得即使主流量QB发生变化，可控流量QA也能相应调整，从而维持混合物的浓度恒定。 前馈控制是一种补偿未来扰动的控制策略，其原理是利用输入信号的预测信息来提前调整控制器的输出，以抵消预期的扰动影响。虽然PID控制器可以被用作前馈控制器，但通常不推荐这样做，因为PID控制器设计主要针对反馈控制，可能无法有效地预见和抵消所有扰动。此外，前馈控制通常不单独使用，而是与反馈控制结合，形成复合控制，以提高整个系统的控制效果。 在比值控制的实现中，单闭环比值控制系统只有一个反馈环，而双闭环比值控制系统则有内外两个闭环，可以提供更好的稳定性。比值器参数设定对于控制系统的性能至关重要，对于线性对象，DDZIII型仪表的比值器可以通过简单的比例关系设定；而对于非线性对象，比值器的输入输出关系可能需要更复杂的转换函数来确保准确的比值控制。 本课程旨在深入理解并掌握变增益串级控制与比值控制的概念，通过理论分析和实际案例，帮助学习者提升在复杂工业过程中的控制策略设计能力。