过程控制工程多变量过程控制精选PPT.ppt
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1、过程控制工程多变量过程控制第1页,此课件共62页哦多变量过程第2页,此课件共62页哦多变量过程控制过程设备有很多变量需要控制,需要做以下的事情:1.选择必要的传感器2.选择合适的操纵变量3.决定如何对CVs和MVs进行配对多数情况下,采用多个单回路控制就能够解决问题,但有些时候只有单回路是不够的,需要更复杂的控制方案。第3页,此课件共62页哦两类控制方案多回路:多个独立的PID控制器集中控制第4页,此课件共62页哦几个重要问题1.是否存在关连?如果没有关连 只是多个单回路控制问题2.是否可控制?MVs是否能够控制CVs3.关连对单回路控制有怎样的影响?4.如何表示关连的强度?5.如何设计多回路
2、控制系统?第5页,此课件共62页哦关连定义定义:对于一个多变量过程,当输入(操纵)变量影响不止一个输出(被控)变量时,称过程中存在关连。这个过程存在关连吗?第6页,此课件共62页哦机理建模分析线性化第7页,此课件共62页哦经验建模分析产品质量相对于回流量的阶跃响应(固定再沸量)第8页,此课件共62页哦经验建模分析(续)第9页,此课件共62页哦是否存在关连(续)如果模型能够排列成对角矩阵,则不存在关连第10页,此课件共62页哦多变量过程的方块图第11页,此课件共62页哦控制实现的可能性所选择的MVs是否能实现对CVs进行控制?第12页,此课件共62页哦控制实现的基本要求MVs的数量 CVs的数量
3、不能保证能够对所有的CVs进行控制!第13页,此课件共62页哦可控性系统是可控的是指存在干扰的情况下仍能够通过调节使CVs在稳态情况下保持在设定值。系统的静态增益矩阵可逆时系统是可控的!第14页,此课件共62页哦可控性举例1下图系统是否可控?是否存在关联?第15页,此课件共62页哦可控性举例1(续1)下图系统是否可控?是否存在关联?第16页,此课件共62页哦可控性举例1(续2)下图系统是否可控?是否存在关联?第17页,此课件共62页哦可控性举例2混合过程中的两个CVs是否可控?是否存在关联?这个系统是可控的!第18页,此课件共62页哦可控性举例3Det(K)=1.5410-3 0系统是可控的!
4、第19页,此课件共62页哦可控性举例4下图加热罐系统是否可控?第20页,此课件共62页哦可控性举例5两个阀门对两个变量有相同的影响Det(K)=0系统不可控!第21页,此课件共62页哦可控性举例5(续)两个MVs同时影响一个变量,该变量同时影响两个CVs,但不能单独影响某一个CV。第22页,此课件共62页哦可控性举例6Det(K)=0系统不可控!第23页,此课件共62页哦可控性举例6(续)第24页,此课件共62页哦多变量过程采用单回路控制对于一个22的系统采用单回路进行控制根据 Gii(s)来设置控制器第25页,此课件共62页哦采用单回路控制(续)将其中一个回路投入自动,接下来该怎么办?第26
5、页,此课件共62页哦采用单回路控制(续)第二个对象手动时对第一个对象进行阶跃响应动态测试的情况第27页,此课件共62页哦采用单回路控制(续)第二个对象投入自动时对第一个对象进行阶跃响应动态测试的情况随着控制器变化第28页,此课件共62页哦采用单回路控制(续)通常一个回路的特性会受到关连回路的影响对每个单独的回路进行整定达到稳定,当所有回路都投运时往往会产生不稳定。需要反复整定每个回路,直到每个回路都得到较好的性能。第29页,此课件共62页哦采用单回路控制 举例假设按照“最大增益”的原则进行配对:MV1(s)=CV1(s),MV2(s)=CV2(s)第30页,此课件共62页哦举例:Simulin
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