关联分析与解耦控制
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第10章 解耦控制系统当再同一设备或装置上设置两套以上控制系统时,就要考虑系统间关联的问题。
其关联程度可通过计算各通道相对增益大小来判断。
如各通道相对增益都接近于1,则说明系统间关联较小;如相对增益于1差距较大,则说明系统间关联较为严重。
对于系统间关联比较小的情况,可以采用控制器参数整定,将各系统工作频率拉开的办法,以削弱系统间的关联的影响。
如果系统间关联非常严重,就需要考虑解耦的办法来加以解决。
解耦的本质是设置一个计算装置,去抵消过程中的关联,以保证各个单回路控制系统能独立地工作。
为了便于分析,下面对2×2系统的关联及其解耦方法进行研究。
具有关联影响的2×2系统的方块图如图10—1所示。
从图10—1可看出,控制器c 1的输出p 1(s )不仅通过传递函数G 11(s )影响Y 1,而且通过交叉通道传递函数G 21(s )影响Y 2。
同样控制器c 2的输出p 2(s )不仅通过传递函数G 22(s )影响Y 2,而且通过交叉通道传递函数G 12(s )影响Y 1。
上述关系可用下述数学关系式进行表达:Y 1(s )=G 11(s )P 1(s )+G 12(s )P 2(s )(10—1) Y 2(s )=G 21(s )P 1(s )+G 22(s )P 2(s )(10—2)将上述关系式以矩阵形式表达则成:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()()()()()()()(212221121121s P s P s G s G s G s G s Y s Y (10—3)或者表示成:Y (s )=G (s )P (s )(10—4)式中 Y (s )——输出向量;P (s )——控制向量;G (s )——对象传递矩阵:⎥⎦⎤⎢⎣⎡=)()()()()(22211211s G s G s G s G s G (10—5)所谓解耦控制,就是设计一个控制系统,使之能够消除系统之间的耦合关系,R 1) R 2图10—1 2×2关联系统方块图而使各个系统变成相互独立的控制回路。
《过程控制系统》课程简介课程编号:06024012课程名称:过程控制系统/ Process Control System学分:2.5学时:40 (课内实验:4 上机:课外实践:)适用专业:自动化专业建议修读学期:7开课单位:测控技术与仪器系先修课程:《自动控制原理》《自动检测技术》等考核方式与成绩评定标准:考试,成绩=期末成绩(70%) +平时成绩(30%)教材与主要参考书目:《过程控制系统》(第二版)方康玲主编武汉理工大学出版社2007.2《过程控制工程》,蒋慰孙、俞金寿编著,中国石化出版社,1999《过程控制系统及工程》,翁维勤、周庆海编,化学工业出版社,1996《过程控制工程》,孙洪程等编,高等教育出版社,2006《工业生产过程控制》,何衍庆等编,化学工业出版社,2004内容概述:中文:过程控制和运动控制是自动控制技术的两个重要分支。
本课程主要介绍了过程控制的基本概念、组成以及简单过程控制、复杂过程控制系统的基本原理、系统设计技术以及应用技术等。
在介绍每一种控制策略的同时,都给出了其在不同实际场合下的具体应用实例。
英文:Process control and motion control are the two important branch of automation control technology. This course mainly introduce the basic concept of process control, constitution and the basic principle, system design technology, and application technology of process control. At the same time, concrete examples are given to introduce the different control strategy applied in practice.《过程控制系统》教学大纲课程编号:06024012课程名称:过程控制系统/ Process Control System学分:2.5学时:40 (课内实验:4 上机:课外实践: )适用专业:自动化专业建议修读学期:7一、课程性质、目的与任务本课程是自动化专业必修课。