比值控制与选择系统详解：单双闭环设计与实际应用

定比值控制方案是一种在工业过程控制中广泛应用的策略，它旨在确保两个或多个输入变量之间的固定比例关系，常用于保持溶液浓度、混合物配比等场景。本文主要讨论了比值控制的两种常见形式：单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。 1. **前馈控制原理**： 前馈控制是一种预补偿手段，通过预测扰动对系统输出的影响，提前进行补偿。它并非直接针对系统的误差进行调节，而是针对可能影响输出的干扰进行控制。虽然PID控制器具有反馈和超前补偿的能力，但它们通常不单独用作前馈控制器，因为前馈控制需要专门设计的预测模型。 2. **比值控制问题**： 比值控制源于需要保持两个或多个变量间恒定的比例，例如溶液配制中的NaoH浓度控制。当其中一个可变因素（如稀释水量QA）变化时，必须调整另一个因素（如用量QB）以维持目标比例。例如，如果目标是将稀释液NaoH浓度保持在6~8%，可通过出口浓度控制或入口流量的比值控制来实现。 3. **流量比值与比值器参数**： 在流量比值控制中，流量比值系数KAB是关键，它表示主流量QA与从动流量QB的比例。比值器的设计需考虑流量测量环节的线性和非线性特性，对于线性对象，比值器的输入输出关系可以通过DDZIII型仪表的设定进行调整，如设定1和设定2所示。 4. **单闭环比值控制系统**： 在这种控制系统中，一个流量作为主流量，其值直接决定另一流量的变化，以维持恒定的比值。例如，物料B和QA之间的比值控制，通过调节QA来保证物料A和B的混合比例。 5. **双闭环比值控制系统**： 相比于单闭环，双闭环比值控制系统包含两个反馈回路，主流量和从动流量都受到控制，使得系统能更好地应对扰动，同时维持目标比值关系。 6. **应用实例**： 如在混合器中，通过设定不同比例的QA与QB，可以确保混合后的溶液达到所需的NaoH浓度，如6%或8%。这涉及到比值器的设定以及控制策略的选择，如利用流量比值控制来稳定最终产品质量。 定比值控制方案在实际工业过程中发挥着重要作用，通过理解和掌握比值控制原理、系统结构和相关参数设置，工程师能够有效优化生产过程，提高产品质量和稳定性。