過程控制原理課程設(shè)計(jì)-廢液中和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　廢液中和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　PH過程在工業(yè)生產(chǎn)總值中非常普遍，大量化工過程都需要對(duì)其化學(xué)反應(yīng)過程中的PH值進(jìn)行控制。其廣泛存在于化工、生物工藝、污水處理、發(fā)電等行業(yè)中、對(duì)這一過程進(jìn)行良好的控制有著十分重要的意義。</p><p>　　由于PH過程的高度非線性和滯后

2、性，一直是控制屆的難點(diǎn)。PH值的控制在化工生產(chǎn)過程中并非易事了。酸堿中和過程通常呈現(xiàn)非線性和滯后性，給PH值控制不僅帶來(lái)極大的不確定性，也浪費(fèi)了大量的中和劑，為此PH值被認(rèn)為是最難的控制變量之一。近年來(lái)，人們嘗試不斷運(yùn)用新的控制方法解決這一難題，因此對(duì)PH的控制問題研究具有非常重要的意義與應(yīng)用加值。</p><p>　　本文針對(duì)這一問題進(jìn)行了研究與分析，對(duì)PH值中和過程做了簡(jiǎn)單描述。介紹了酸堿中和過程的變化特性，

3、并介紹了常規(guī)的PID控制，本文主要分析了PH值曲線的非線性特點(diǎn)，并介紹了近年來(lái)應(yīng)用PH過程控制的非線性控制理論和方法，然后根據(jù)PH值可控制分特點(diǎn)重點(diǎn)介紹了對(duì)PH過程使用非線性PID控制設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PH值控制, 分程控制, PID控制, </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　

4、1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題描述1</p><p>　　1.2 基本工作原理及模型圖1</p><p>　　2 廢液中和分程控制系統(tǒng)的方案確定1</p><p>　　2.1 控制參數(shù)的選取2</p><p>　　2.2 控制參數(shù)的選擇2</p><p&

5、gt;　　2.3 常量?jī)x表的選擇3</p><p>　　2.3.1 常量原件及變送器的選擇3</p><p>　　2.3.2 調(diào)節(jié)閥的的選擇3</p><p>　　2.3.3 調(diào)節(jié)器的選擇5</p><p>　　3 廢液中和過程的分程控制系統(tǒng)6</p><p>　　3.1 系統(tǒng)流程圖6</p>

6、<p>　　3.2 被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型Go(S)7</p><p>　　4 調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定8</p><p>　　5 廢液中和分程控制系統(tǒng)的改善10</p><p><b>　　總 結(jié)12</b></p><p><b>　　致 謝13</b></p>

7、<p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題描述 </p><p>　　在工業(yè)廢液中和過程控制中，由于工業(yè)生產(chǎn)中排放的廢液來(lái)自不同的工序，有時(shí)呈酸性，有時(shí)呈堿性，因此，需要根據(jù)廢液的酸堿度，決定加酸或加堿。通常，廢液的酸堿度用PH值

8、的大小來(lái)表示。當(dāng)PH值小于7時(shí)，廢液顯酸性；當(dāng)PH值大于7時(shí)，廢液顯堿性；等于7時(shí)，即為中性。工業(yè)要求排放的廢液要維持在中性。圖1所示為廢液中和過程的控制模型【1】。</p><p>　　1.2 基本工作原理及模型圖</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的控制模型：</p><p>　　圖1 基本控制模型圖</p><p>　　2 廢液中和分程控制

9、系統(tǒng)的方案確定</p><p>　　對(duì)于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，控制方案的確定主要包括系統(tǒng)被控參數(shù)的選擇、測(cè)量信息的獲取及變送、控制參數(shù)的選擇、調(diào)節(jié)規(guī)律的選取、調(diào)節(jié)閥（執(zhí)行器）的選擇和調(diào)節(jié)器正、反作用的確定等內(nèi)容。在工程實(shí)際中，控制方案的確定是一件涉及多方面因素的復(fù)雜工作。它既要考慮到生產(chǎn)工藝過程控制的實(shí)際要求，又要滿足技術(shù)指標(biāo)的要求，同時(shí)還要顧及客觀環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)條件的約束【2】。一個(gè)好的控制方案的確定，一方面要依賴于有關(guān)

10、理論分析和計(jì)算，另一方面還要借鑒許多實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。因此，我這里的設(shè)計(jì)僅僅是從書本的角度出發(fā)，聯(lián)系一點(diǎn)點(diǎn)的實(shí)際。</p><p>　　2.1 控制參數(shù)的選取</p><p>　　根據(jù)工業(yè)中廢液處理的要求，廢液為中性，可直接取廢液PH值作為直接被控參數(shù)。 </p><p>　　2.2 控制參數(shù)的選擇</p><p>　　從該廢液處

11、理過程可以看出，液體槽的輸入量有三個(gè)，廢液、酸液和堿液。其中廢液中的PH值是生產(chǎn)的工序過程決定的，不可變的，為使液體槽中的廢液成中性，必須控制酸液和堿液流量，以調(diào)節(jié)PH值。因此，要求分別控制酸液和堿液的輸入量。這是兩種不同控制介質(zhì)的生產(chǎn)過程，可由分程控制的思想來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖2為廢液中和分程控制的系統(tǒng)框圖【3】。</p><p>　　圖2 廢液中和分程控制的系統(tǒng)的框圖</p><p>　　分程

12、控制是根據(jù)工藝要求，將調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)分段，去分別控制兩個(gè)或兩個(gè)以上的調(diào)節(jié)閥，以便使每個(gè)調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)器輸出的某段信號(hào)范圍內(nèi)全行程動(dòng)作。分程控制系統(tǒng)本質(zhì)上是屬于單回路控制系統(tǒng)，因此，單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則完全適用于分程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但是它與單回路控制系統(tǒng)相比，由于調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)要進(jìn)行分程而且所用的調(diào)節(jié)閥較多，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上也有一些特殊之處。比如：調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的分程需要閥門定位器來(lái)實(shí)現(xiàn)；多個(gè)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作選擇。</p>

13、<p>　　2.3 常量?jī)x表的選擇</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)工藝及普遍使用的要求，宜選用DDZ-Ⅲ型儀表【4】。</p><p>　　2.3.1 常量原件及變送器的選擇</p><p>　　測(cè)量廢液中的PH值選用工業(yè)中應(yīng)用廣泛的PH酸堿度計(jì)</p><p>　　PH計(jì)是一種常用的儀器設(shè)備，主要用來(lái)精密測(cè)量液體介質(zhì)的酸堿度值，配

14、上相應(yīng)的離子選擇電極也可以測(cè)量離子電極電位MV值，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、環(huán)保等領(lǐng)域。</p><p>　　人們根據(jù)生產(chǎn)與生活的需要，科學(xué)地研究生產(chǎn)了許多型號(hào)的酸堿度計(jì)： 按測(cè)量精度上可分0.2級(jí)、0.1級(jí)、0.01級(jí)或更高精度。 按儀器體積上分有筆式（迷你型）、便攜式、臺(tái)式還有在線連續(xù)監(jiān)控測(cè)量的在線式。</p><p>　　在該設(shè)計(jì)中，我選擇測(cè)量精度為0.2級(jí)的臺(tái)式</p&

15、gt;<p>　　2.3.2 調(diào)節(jié)閥的的選擇</p><p>　　從價(jià)格方面來(lái)講，這里選擇氣動(dòng)執(zhí)行器。由于氣動(dòng)執(zhí)行器具有一系列優(yōu)點(diǎn)，絕大部分使用電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表的系統(tǒng)也使用氣動(dòng)執(zhí)行器。為使氣動(dòng)執(zhí)行器能夠接受電動(dòng)調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)，必須把調(diào)節(jié)器輸出的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為20-100Kpa的標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)。這個(gè)工作是由電/氣轉(zhuǎn)換器完成的。</p><p>　　圖3 力平衡式電/氣轉(zhuǎn)換器的原

16、理圖</p><p>　　1-杠桿 2-線圈 3-噴嘴 4-彈簧 5-波紋管 6-支點(diǎn) 7-重錘 8-氣動(dòng)功率放大器</p><p>　　該電/氣轉(zhuǎn)換器的工作原理省略。</p><p>　　由于控制介質(zhì)不同，需要設(shè)計(jì)分程控制，使用兩個(gè)調(diào)節(jié)閥（調(diào)節(jié)閥A和調(diào)節(jié)閥B）。根據(jù)工藝要求，兩個(gè)調(diào)節(jié)閥不能同行動(dòng)作，只能異向動(dòng)作，調(diào)節(jié)閥A選擇氣閉式，調(diào)節(jié)閥B選擇氣形式【5】。其動(dòng)作

17、示意圖如4所示。</p><p>　　圖4 閥門氣開氣閉示意圖</p><p>　　由圖4可知，當(dāng)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)大于0.02Mpa時(shí)，閥A由全開狀態(tài)開始關(guān)閉，閥B處于全閉狀態(tài)；當(dāng)信號(hào)達(dá)到0.06Mpa時(shí)，閥A全閉，閥B開是打開；當(dāng)信號(hào)達(dá)到0.1Mpa時(shí)閥B全開。</p><p>　　調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)只能是一個(gè)，為了使調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)能分段，通常是采用閥門定位器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

18、它將調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)分成幾段，不同區(qū)段的信號(hào)由相應(yīng)的閥門定位器將其轉(zhuǎn)換為0.02-0.1Mpa的壓力信號(hào)，使每個(gè)調(diào)節(jié)閥都作全程動(dòng)作。圖5所示帶閥門定位器的氣動(dòng)執(zhí)行器框圖。</p><p>　　圖5 帶閥門定位器的氣動(dòng)執(zhí)行器框圖</p><p>　　由圖可見，借助于閥桿位移負(fù)反饋，使調(diào)節(jié)閥能按輸入信號(hào)精確地確定自己的開度。</p><p>　　（1）流量特性的平滑銜接

19、</p><p>　　在有些分程系統(tǒng)中，把兩個(gè)調(diào)節(jié)閥作為一個(gè)調(diào)節(jié)閥使用時(shí)，要求從一個(gè)調(diào)節(jié)閥向另一個(gè)調(diào)節(jié)閥過渡時(shí)，其流量變化要平滑，但由于兩個(gè)調(diào)節(jié)閥的增益不同，存在著流量特性的突變，對(duì)此必須采用相應(yīng)的措施。對(duì)于線性流量特性的調(diào)節(jié)閥，只有當(dāng)兩個(gè)閥的流通能力很接近時(shí)，兩閥銜接成直線才能用于分程控制系統(tǒng)。</p><p>　　圖6 分程控制系統(tǒng)圖</p><p>　　對(duì)于對(duì)

20、數(shù)流量特性的調(diào)節(jié)閥，需通過兩個(gè)調(diào)節(jié)閥分程信號(hào)部分重疊的辦法，使調(diào)節(jié)閥流量特性銜接線性化，達(dá)到平滑過渡。如圖6所示為線性特性和對(duì)數(shù)特性。</p><p>　?。?）調(diào)節(jié)閥的泄露量</p><p>　　在分程控制系統(tǒng)中，必須保證：在調(diào)節(jié)閥全關(guān)時(shí)，不泄露或泄露量極小。若大閥的泄露量接近式大于小閥的正常的調(diào)節(jié)量時(shí)，則小閥就不能發(fā)揮其應(yīng)有的控制作用，甚至不起控制作用。</p><

21、p>　　2.3.3 調(diào)節(jié)器的選擇</p><p>　　廢液中和控制過程是一個(gè)控制通道時(shí)間常數(shù)較大且容量滯后也較大的廣義過程控制，根據(jù)生產(chǎn)的工藝要求，當(dāng)工藝允許有靜差時(shí)，應(yīng)選用PD調(diào)節(jié)；當(dāng)工藝要求無(wú)靜差時(shí)，應(yīng)選用PID調(diào)節(jié)。</p><p>　　調(diào)節(jié)器正、反作用的選擇：對(duì)于調(diào)節(jié)閥A來(lái)說，調(diào)節(jié)閥A為氣閉式，故Kv為負(fù)；當(dāng)被控過程輸入的酸液增加時(shí)，導(dǎo)致中和液的PH值下降，故Ko為負(fù)；測(cè)量變

22、送器的Km通常為正。為使整個(gè)系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)靜態(tài)放大系數(shù)的乘積為正，則調(diào)節(jié)器的Kc應(yīng)為正，故選用反作用的調(diào)節(jié)器；對(duì)于調(diào)節(jié)閥B來(lái)說，調(diào)節(jié)閥B為氣形式，Kv為正；當(dāng)被控過程輸入的堿液增加時(shí)，中和液的PH值會(huì)上升，故Ko為正；同樣，測(cè)量變送器的Km通常為正，所以調(diào)節(jié)器的Kc應(yīng)為正，選用反作用的調(diào)節(jié)器。通過上面的分析可知：即使在分程控制中，對(duì)于不同方式的調(diào)節(jié)閥，其調(diào)節(jié)器的選用是一定的，這里我使用反作用的調(diào)節(jié)器于該控制系統(tǒng)中。</p>

23、<p>　　3 廢液中和過程的分程控制系統(tǒng)</p><p><b>　　3.1 系統(tǒng)流程圖</b></p><p>　　在工業(yè)廢液中和過程控制中，由于工業(yè)生產(chǎn)中排放的廢液來(lái)自不同的工序，有時(shí)呈酸性，有時(shí)呈堿性，因此，需要根據(jù)廢液的酸堿度，決定加酸或加堿。通常，廢液的酸堿度用PH值的大小來(lái)表示。當(dāng)PH值小于7時(shí)，廢液顯酸性；當(dāng)PH值大于7時(shí)，廢液顯堿性；等于7

24、時(shí)，即為中性。工業(yè)要求排放的廢液要維持在中性。由于控制介質(zhì)不同，需要設(shè)計(jì)分程控制系統(tǒng)。圖2-6所示為廢液中和過程的分程控制系統(tǒng)流程圖。</p><p>　　圖7 廢液中和過程的分程控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　圖中，PH計(jì)是廢液氫離子濃度測(cè)量?jī)x。PH值愈小，PH計(jì)的輸出電流愈大。設(shè)PH值等于7時(shí)，輸出電流為I*H。當(dāng)PH計(jì)的輸出電流IH>I*H時(shí)，廢液為酸性，此時(shí)分程控制系統(tǒng)中

25、的PH調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)使調(diào)節(jié)閥B打開，調(diào)節(jié)閥A關(guān)閉，加入適量堿，使廢液成中性；反之，當(dāng)IH<I*H時(shí)，廢液成堿性，調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)使調(diào)節(jié)閥B關(guān)閉、調(diào)節(jié)閥A工作，加入適量的酸，使廢液成中性。</p><p>　　3.2 被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型Go(S)【6】</p><p>　　這里我采用響應(yīng)曲線法來(lái)確定其數(shù)學(xué)模型。響應(yīng)曲線法是指通過操作調(diào)節(jié)閥，使被控過程的控制輸入產(chǎn)生一階躍變化或方波變化，

26、得到被控量隨時(shí)間變化的響應(yīng)曲線或輸出數(shù)據(jù)，再根據(jù)輸入-輸出數(shù)據(jù)，求取過程的輸入-輸出之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。</p><p>　　由上面的分析可以推斷出被控過程是一階慣性+純滯后環(huán)節(jié)的過程。如果過程的階躍響應(yīng)曲線在t=0時(shí)斜率為零，隨后斜率逐漸增大，到達(dá)某點(diǎn)（稱為拐點(diǎn)）后斜率又減小，如圖8所示，即曲線呈現(xiàn)S形狀，則該過程可用一階慣性+時(shí)延環(huán)節(jié)近似。</p><p>　　圖8 作圖法確定一階慣性+純

27、滯后環(huán)節(jié)參數(shù)</p><p>　　但在階躍響應(yīng)曲線上尋找拐點(diǎn)D以及通過該點(diǎn)做切線，往往會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，為此，可采用理論計(jì)算法求取To和，其步驟是先將階躍響應(yīng)y(t)轉(zhuǎn)化為標(biāo)幺值yo(t)【7】,即</p><p>　　則相應(yīng)的階躍響應(yīng)表達(dá)式為</p><p><b>　　和 </b></p><p>　　在圖8

28、中，選取兩個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)（），分別對(duì)應(yīng)yo(t1)和yo(t2).</p><p>　　這里取和，則聯(lián)立求解可得</p><p>　　4 調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定</p><p>　　調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定是過程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一。它的任務(wù)是：根據(jù)被控過程的特性確定PID調(diào)節(jié)器的比例度δ，積分時(shí)間常數(shù)以及微分時(shí)間常數(shù) 的大小。</p><p>　　

29、在簡(jiǎn)單的過程控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器參數(shù)整定通常以系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的衰減率（對(duì)應(yīng)衰減比為4：1-10：1）為主要指標(biāo)，以保證系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定裕量（對(duì)于大多數(shù)過程控制系統(tǒng)來(lái)說，系統(tǒng)過渡過程的瞬態(tài)響應(yīng)曲線達(dá)到4：1的衰減比狀態(tài)時(shí)，則為最佳的過程曲線）。此外，在滿足主要指標(biāo)的條件下，還應(yīng)盡量滿足系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、最大巧若拙動(dòng)態(tài)偏差（超調(diào)）和過渡過程時(shí)間等其它指標(biāo)。由于不同的過程控制系統(tǒng)對(duì)控制品質(zhì)的要求有不同的側(cè)重點(diǎn)，也有用系統(tǒng)響應(yīng)的平方誤差積分、絕對(duì)誤

30、差積分、時(shí)間乘以絕對(duì)誤差的積分分別取極小作為指標(biāo)來(lái)整定調(diào)節(jié)器參數(shù)的【8】。</p><p>　　調(diào)節(jié)器參數(shù)整定方法很多，工程實(shí)際中常采用工程整定方法，它主要依靠工程經(jīng)驗(yàn)，直接在過程控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，相當(dāng)實(shí)用，從而在工程實(shí)際中被廣泛采用。</p><p>　　調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例度、反應(yīng)曲線法和衰減曲線法。這里使用臨界比例度法進(jìn)行整定。</

31、p><p>　　這是一種閉環(huán)整定方法。由于該方法直接在閉環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行，不需要測(cè)試過程的動(dòng)態(tài)特性，因而方法簡(jiǎn)單，使用方便，獲得了廣泛的應(yīng)用。具體步驟如下：</p><p>　　1.先將調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間置于最大（=∞），微分時(shí)間置零（=0），比例帶δ置為較大的數(shù)值，使系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行。</p><p>　　2.待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，對(duì)設(shè)定值施加一個(gè)階躍擾動(dòng)，并減小δ，直到系統(tǒng)出

32、現(xiàn)如圖 所示的等幅振蕩，即臨界振蕩過程。記錄下此時(shí)的（臨界比例帶）和等幅振蕩周期，如圖9所示。</p><p>　　圖9 臨界振蕩過程圖</p><p>　　3.　根據(jù)所記錄的和，按表2－1 給出的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出調(diào)節(jié)器的δ、、參數(shù)。</p><p>　　需要指出的是，采用這種方法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)時(shí)會(huì)受到一定的限制，如有些不能應(yīng)用此法。再如某些時(shí)間常數(shù)較大的單容過程，

33、采用比例調(diào)節(jié)時(shí)根本不可能出現(xiàn)等幅振蕩，也就不能應(yīng)用此法。</p><p>　　表2－1 調(diào)節(jié)規(guī)律表：</p><p>　　另外，隨著過程特性不同，按此法整定的調(diào)節(jié)器參數(shù)不一定都能獲得滿意結(jié)果。實(shí)踐證明，對(duì)于無(wú)自衡特性的過程，按此法確定的調(diào)節(jié)器參數(shù)在實(shí)際運(yùn)行中往往會(huì)使系統(tǒng)響應(yīng)的衰減率偏大（>0.75）。而對(duì)于有自衡特性的高階等容過程，按此法確定的調(diào)節(jié)器參數(shù)在實(shí)際運(yùn)行中大多會(huì)使系統(tǒng)衰減偏

34、?。?lt;0.75）。因此，用此確定調(diào)節(jié)器參數(shù)還需要在實(shí)際中作一些在線修改。</p><p>　　5 廢液中和分程控制系統(tǒng)的改善</p><p>　　上面的廢液中和分程控制是一個(gè)單回路反饋的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的反饋通道滯后時(shí)間較長(zhǎng)，反饋不及時(shí)，不能及時(shí)控制廢液中的PH值，為此，需要對(duì)以上的單回路反饋系統(tǒng)進(jìn)行改善。廢液流入液體槽的PH值是一定的，由此可聯(lián)想到采用前饋-反饋復(fù)合控制。如圖10所示

35、廢液中和控制采用前饋-反饋復(fù)合控制的流程圖。</p><p>　　圖10 所示廢液中和控制采用前饋-反饋復(fù)合控制的流程圖</p><p>　　在前面的所設(shè)計(jì)的廢液中和控制系統(tǒng)中，由于廢液輸入的流量是一定的，系統(tǒng)控制中所引入的干擾F(s)就是流入廢液的PH值，為了使調(diào)節(jié)器能及時(shí)調(diào)節(jié)因干擾引起的擾動(dòng)，采用前饋的方式，將干擾信號(hào)直接變送給調(diào)節(jié)器，起到實(shí)時(shí)控制的目的。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)前饋控制必須滿足一

36、定的條件：⑴干擾信號(hào)是可測(cè)、便于變送；⑵過程控制通道的時(shí)間常數(shù)大于干擾通道的時(shí)間常數(shù)、反饋控制不及時(shí)而影響控制質(zhì)量。</p><p>　　以上系統(tǒng)可簡(jiǎn)化成，如圖11前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　圖11 前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　在給定輸入X(s)與干擾輸入F(s)對(duì)系統(tǒng)輸出Y(s)的共同影響為</p><p

37、><b>　　（5-1）</b></p><p>　　如果要實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾F(s)的完全補(bǔ)償，則上式的第二項(xiàng)應(yīng)為零，即</p><p>　　或 （5-2）</p><p>　　可見，前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)對(duì)于干擾F(s)實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償?shù)臈l件與開環(huán)前饋控制的相同。所不同的是干擾對(duì)輸出的影響卻只有開環(huán)前饋控制的。這充分說明，經(jīng)過

38、前饋補(bǔ)償后干擾對(duì)輸出的影響已經(jīng)大大減弱，再經(jīng)過反饋控制則又進(jìn)一不縮小了倍，這就充分體現(xiàn)了前饋-反饋復(fù)合控制的優(yōu)越性。</p><p>　　此外，由式（3-1）可得復(fù)合控制系統(tǒng)的特征方程式為</p><p>　　1+Gc(s) Go(s) =0 (5-3)</p><p>　　由式（5-3）可知，符合控制系統(tǒng)的特征方程式只與

39、Gc(s)、Go(s)有關(guān)，而與GB(s)無(wú)關(guān)。這就表明加不加前饋補(bǔ)償器與系統(tǒng)的穩(wěn)定性無(wú)關(guān)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性完全由反饋控制回路決定。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　從工業(yè)廢液的處理來(lái)看，遠(yuǎn)不止本設(shè)計(jì)的這么簡(jiǎn)單。我僅僅是從過程控制系統(tǒng)的角度出發(fā)，從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型的控制方案下手，簡(jiǎn)化了具體的設(shè)計(jì)。首先，由于要分別控制酸液和堿液的流入，我采

40、用了分程控制的方法，在分程控制中為使調(diào)節(jié)器能控制多個(gè)閥門，使用了閥門定位器，這些是實(shí)際中必須采用的。通過對(duì)測(cè)量元件、變送器、調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器的選擇，來(lái)設(shè)計(jì)中和過程的分程控制系統(tǒng)。由于該中和分程控制系統(tǒng)只相當(dāng)于一個(gè)單回路反饋的控制系統(tǒng)，而且系統(tǒng)控制通道的時(shí)間常數(shù)較大及容量滯后也較大，系統(tǒng)的反饋不能及時(shí)將反饋信號(hào)送給調(diào)節(jié)器，導(dǎo)致調(diào)節(jié)不及時(shí)，影響控制質(zhì)量。為此，采用前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)，利用前饋反應(yīng)的優(yōu)越性來(lái)彌補(bǔ)以上不足。而且前饋控制的引入，

41、并沒有影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，反而增大了系統(tǒng)的抗干擾能力。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多新的知識(shí)。非常感謝這次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師付老師，在他的悉心教導(dǎo)下，我才能很好的完成這次課程設(shè)計(jì)。還有一些參考文獻(xiàn)也起到了很大的作用，更重要的是我從這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)會(huì)了以前不曾用過的學(xué)習(xí)方法，真是讓我受益匪淺，對(duì)我以后的

42、其他課程設(shè)計(jì)乃至畢業(yè)設(shè)計(jì)都留下了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了要面對(duì)走向社會(huì)的那一天，只有不斷地學(xué)習(xí)、實(shí)踐，才能趕上社會(huì)的步伐，不會(huì)被丟下。因此，現(xiàn)在所做的這些都是對(duì)我的一種磨練，一種知識(shí)的積累、儲(chǔ)備過程，可以把這些作為最基礎(chǔ)的、最根本的東西，只熟練掌握了這些基礎(chǔ)，才能立于不敗。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 徐湘

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