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串级控制系统介绍 杨春曦 最大偏差或超调量 指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值。在衰减 振荡过程中，最大偏差就是第一个波的峰值。 2. 衰减比 衰减比是衰减程度的指标，它是前后相邻两个峰值的比。习惯表示为 n:1，一般 n 取为4～10之间为宜。 举例 说明串级控制系统的结构及其工作原理 可延长炉子寿命，防止炉管烧坏； 可保证后面精馏分离的质量。 控制好温度 几个串级控制系统中常用的名词 主变量 工艺控制指标，在串级控制系统中起主导作用的被控变量。 主对象 为主变量表征其特性的生产设备。 副对象 为副变量表征其特性的工艺生产设备。 主控制器 按主变量的测量值与给定值而工作，其输出作为副变量给定值的那个控制器。 副变量 串级控制系统中为了稳定主变量或因某种需要而引入的辅助变量。 几个串级控制系统中常用的名词 主回路 由主变量的测量变送装置，主、副控制器，执行器和主、副对象构成的外回路。 副回路 由副变量的测量变送装置，副控制器执行器和副对象所构成的内回路。 其给定值来自主控制器的输出，并按副变量的测量值与给定值的偏差而工作的那个控制器。 副控制器 在串级控制系统中，由于引入一个闭合的副回路，不仅能迅速克服作用于副回路的干扰，而且对作用于主对象上的干扰也能加速克服过程。副回路具有先调、粗调、快调的特点；主回路具有后调、细调、慢调的特点，并对于副回路没有完全克服掉的干扰影响能彻底加以克服。因此，在串级控制系统中，由于主、副回路相互配合、相互补充，充分发挥了控制作用，大大提高了控制质量。 小结 1.控制规律的选择 控制规律是根据控制的要求来进行选择的。 目的 为了高精度地稳定主变量。主控制器通常都选用比例积分控制规律，以实现主变量的无差控制。 副变量的给定值是随主控制器的输出变化而变化的。副控制器一般采用比例控制规律。 串级控制系统主、副控制器的参数整定的方法。 1.两步整定法 按照串级控制系统主、副回路的情况，先整定副控制器，后整定主控制器的方法。 （1）在工况稳定，主、副控制器都在纯比例作用运行的条件下，将主控制器的比例先固定为1.00，逐渐增加副控制器的比例，求取副回路在满足某种衰减比（如4∶1）过渡过程下的副控制器比例用K2s表示。 （2）在副控制器比例度等于K2s的条件下，逐步增加主控制器的比例，直至得到同样衰减比下的过渡过程，记下此时主控制器的比例为K1s 。 整定过程 整定过程 （3）按“先副后主”、“先比例次积分后微分”的整定规律，将计算出的控制器参数加到控制器上。 （4）观察控制过程，适当调整，直到获得满意的过渡过程。 实验内容： 通过两个PID控制器的调节，得到下水箱液位衰减比为4:1，并记录下调试过程中的参数和截图，填写指导书中的表格； 加入扰动后观看控制器克服扰动的效果，并截图； 回答指导书中本实验后面的问题。