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21 简洁把握系统一、概述1、单回路把握系统——简洁把握系统：在一般状况下能够满足生产把握要求。
特别状况：系统干扰因素多、干扰变化猛烈，以及工艺特别要求。
2、简洁把握系统——串级把握系统、比值把握系统、均匀把握系统、前馈把握系统、选择把握系统、分程把握系统等简洁系统--随着把握理论与工业应用的进展，包含的内容也不同，例如简洁大系统--人口系统，环境把握，能源把握，企业生产经营把握等。
3、多回路系统多回路系统特征：基于 PID 把握策略；由多个把握回路组成的系统。
4、多回路系统的进展80-90%把握系统是基于 PID 把握的系统，包括多回路系统。
多回路系统应用状况以乙烯生产厂为例，它共有 421 个把握回路其中：常规 PID 单回路 347 个，串级、比值等 74 个〔串级 24〕多回路系统占 17.5%。
二、串级把握系统的构成加热炉是工业生产中常用设备之一。
工艺要求被加热物料的温度为某确定值，因此选取加热炉的出口 温度为被控变量，选取燃料量为操纵变量，构成图5-1 （a ） 所示的单回路把握系统。
影响炉出口温度的因素很多，主要有：被加热物料的流量和炉前温度变化[f (t)]；燃料热值的变化、压 1力的波动[f (t)]；烟囱挡板位置的转变、抽力的变化 2[f (t)]等。
图 5-1〔a 〕系统的特点是，全部对被控变 3量的扰动都包含在这个回路之中，并都由温度把握器来 抑制。
但是把握通道的时间常数和容量滞后较大，把握作用不用准时，系统抑制扰动的力气较差，不能满足工艺的要求。
为此，另外选择，炉膛温度为被控变量，燃 料量为操纵变量，设计图 5-1〔b 〕所示的单回路把握系统，以维持炉口温度为某确定值。
该系统的特点是对于扰动[f (t)] 、[f 2 (t)]能准时有效地抑制，但是扰动 3[f (t)]未包括在系统内，系统不能抑制扰动[f 1 (t)]对 1 炉出口温度的影响，照旧不能到达生产工艺要求。
培训教案复杂控制系统一、教学要求1、教材分析复杂控制系统是“化工过程控制”课程中的重要内容，是化工生产过程控制不可缺少的组成部分。
本章是在单回路控制系统的基础上，对控制系统的进一步引伸。
掌握好本章内容，有助于正确的分析和处理复杂控制系统运行和维护过程中出现的各种问题。
2、教学目的①理解和掌握复杂控制系统的组成原理及特点。
②了解对象特性，提高分析和解决问题的能力。
3、教学重点复杂控制系统的组成、特点及参数的选择。
4、教学难点理解复杂控制系统主要参数的选择、PID参数的选择和控制的稳定性问题。
5、课堂教学方式讲授为主。
二、教学过程及实施1、导入课程先举一个聚合釜温度控制系统的例子。
说明单回路控制系统在化工生产过程中的局限性，必须采用更为先进的控制方案，才能满足要求。
2、讲授新课第一节串级控制系统1、串级控制系统的组成简单的说，串级控制系统就是把两个调节器串接起来，其中前一调节器的输出作为后一调节器的给定。
组成见图1。
图1串级控制系统方块图2、串级控制系统的常用名词主参数：生产工艺过程中主要控制的工艺指标。
在串级调节系统中其主导作用的那个被调参数即为主参数。
副参数：影响主参数的主要变量或是因为满足某种关系的需要而引入的中间变量。
主对象：为生产过程中所要控制的，由主参数表征其主要特性的工艺生产设备。
副对象：生产过程中影响主参数的，由副参数表征其主要特性的工艺生产设备。
主调节器：在系统中起主导作用，按主参数与给定值的偏差而动作，其输出作为副参数给定值的那个调节器。
副调节器：其给定值由主调节器的输出所决定，并按副参数与主调节器的输出的偏差而动作，其输出直接控制调节阀的那个调节器。
副回路：处于串级调节系统内部的，由副参数测量变送、副调节器、调节阀、副对象等组成的内部回路。
主回路：既整个串级调节系统，共包括主调节器，副回路等效环节，主对象及主参数测量变送等部分。
3、串级控制系统的特点①由于副回路的预先调节作用，对进入副回路的干扰有较强的抗干扰能力。
第五章复杂控制系统钱厚亮南京工程学院工业中心2013/01一、串级控制系统二、均匀控制系统三、比值控制系统四、前馈控制系统复杂控制系统定义:通常复杂控制系统是多变量的，具有两个以上变送器、两个以上控制器或两个以上控制阀所组成的多个回路的控制系统，所以又称为多回路控制系统。
常见的复杂控制系统有串级、均匀、比值、分程、三冲量、前馈、选择性等系统。
4.1 串级控制系统一、串级控制系统概述目的：①可延长炉子寿命，防止炉管烧坏；②可保证后面精馏分离的质量。
为了控制炉出口温度，可以设置一个简单控制系统。
PID反作用气开由于炉子的控制通道容量滞后很大，反应缓慢，控制精度低，但是工艺上要求炉出口温度的变化范围为±(1～2)℃。
上图的单变量单回路控制系统是难以满足的。
串级控制系统简单控制系统1.串级控制系统的组成串级控制系统定义:由两个测量变送器、两个控制器其中一个控制器的输出是另一个控制器的给定、一个控制阀组成的双闭环定值系统.2.串级控制系统中常用的名词主被控变量（Yl)：是工艺控制指标或与工艺控制指标有直接关系，在串级控制系统中起主导作用的被控变量。
副被控变量（Y2）：大多为影响主被控变量的重要参数。
主控制器：在系统中起主导作用，按主被控变量和其设定值之差进行控制运算，并将其输出作为副控制器给定值。
副控制器：在系统中起辅助作用，按所测得的副被控变量和主控输出之差来进行控制运算，其输出直接作用于控制阀的控制器，简称为“副控”。
主变送器：测量并转换主被控变量的变送器。
副变送器：测量并转换副被控变量的变送器。
主对象：大多为工业过程中所要控制的、由主被控 变量表征其主要特性的生产设备或过程。
副对象：大多为工业过程中影响主被控变量的、由副被控变量表征其特性的辅助生产设备或辅助过程。
副回路:由副变送器、副控制器、控制阀和副对象所构成的闭环回路 , 又称为“ 副环” 或“内环”。
主回路：由主变送器、主控制器、副回路等效环节、主对象所构成的闭环回路，又称为“主环”或“外环”。
