串級(jí)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)

串級(jí)控制系統(tǒng)-----兩只調(diào)節(jié)器串聯(lián)起來工作，其中一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為另一個(gè)調(diào)節(jié)器的給定值的系統(tǒng)。
例：加熱爐出口溫度與爐膛溫度串級(jí)控制系統(tǒng)

1. 基本概念即組成結(jié)構(gòu)

串級(jí)控制系統(tǒng)采用兩套檢測變送器和兩個(gè)調(diào)節(jié)器，前一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個(gè)調(diào)節(jié)器的設(shè)定，后一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出送往調(diào)節(jié)閥。

前一個(gè)調(diào)節(jié)器稱為主調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱主變量（主被控參數(shù)），即工藝控制指標(biāo)；后一個(gè)調(diào)節(jié)器稱為副調(diào)節(jié)器，它所檢測和控制的變量稱副變量（副被控參數(shù)），是為了穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量。

整個(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)控制回路，主回路和副回路。副回路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥和副過程構(gòu)成；主回路由主變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、副過程和主過程構(gòu)成。

一次擾動(dòng)：作用在主被控過程上的，而不包括在副回路范圍內(nèi)的擾動(dòng)。二次擾動(dòng)：作用在副被控過程上的，即包括在副回路范圍內(nèi)的擾動(dòng)。

2. 串級(jí)控制系統(tǒng)的工作過程
當(dāng)擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，破壞了穩(wěn)定狀態(tài)，調(diào)節(jié)器進(jìn)行工作。根據(jù)擾動(dòng)施加點(diǎn)的位置不同，分種情況進(jìn)行分析：
* 1）擾動(dòng)作用于副回路
* 2）擾動(dòng)作用于主過程
* 3）擾動(dòng)同時(shí)作用于副回路和主過程
分析可以看到：在串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引入了一個(gè)副回路，不僅能及早克服進(jìn)入副回路的擾動(dòng)，而且又能改善過程特性。副調(diào)節(jié)器具有“粗調(diào)”的作用，主調(diào)節(jié)器具有“細(xì)調(diào)”的作用，從而使其控制品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。

3. 系統(tǒng)特點(diǎn)及分析
* 改善了過程的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)控制質(zhì)量。
* 能迅速克服進(jìn)入副回路的二次擾動(dòng)。
* 提高了系統(tǒng)的工作頻率。
* 對(duì)負(fù)荷變化的適應(yīng)性較強(qiáng)

4. 工程應(yīng)用場合
* 應(yīng)用于容量滯后較大的過程
* 應(yīng)用于純時(shí)延較大的過程
* 應(yīng)用于擾動(dòng)變化激烈而且幅度大的過程
* 應(yīng)用于參數(shù)互相關(guān)聯(lián)的過程
* 應(yīng)用于非線性過程

5. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
* 主參數(shù)的選擇和主回路的設(shè)計(jì)
* 副參數(shù)的選擇和副回路的設(shè)計(jì)
* 控制系統(tǒng)控制參數(shù)的選擇
* 串級(jí)控制系統(tǒng)主、副調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇
* 串級(jí)控制系統(tǒng)主、副調(diào)節(jié)器正、反作用方式的確定