選擇控制系統(tǒng)-浙江大學(xué)-控制科學(xué)與工程學(xué)院

1、超馳控制與選擇控制,戴連奎浙江大學(xué)控制學(xué)院 2017/04/13,問題討論#1,某一換熱器如右圖所示，要求采用蒸汽流量RV 控制工藝介質(zhì)的出口溫度 T2。試依據(jù)下列情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制方案：情況 #1：工藝介質(zhì)流量 RF 與蒸汽入口壓力 PV 均比較穩(wěn)定；,,情況 #2：RF 穩(wěn)定，而 PV 變化頻繁； 情況 #3：RF 與 PV 均變化頻繁。,,基本鍋爐控制問題,設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)以滿足（1）安全性：液位控制、空氣/燃料流量比

2、值控制（2）滿足用戶需求： 蒸汽壓力控制（3）有效且經(jīng)濟(jì)燃燒空氣/燃料比值穩(wěn)態(tài)時基本不變，動態(tài)時空氣富裕,控制問題分析,問題討論#2,某一鍋爐的空燃比雙交叉控制方案如右圖所示。假設(shè)FT23、 FT24均為質(zhì)量流量儀，且儀表量程分別為0 – 5T/hr、0 – 100T/hr。假設(shè)希望的空氣燃料質(zhì)量比為18:1。試回答：（1）KFA如何設(shè)定（2）穩(wěn)態(tài)條件（3）蒸汽用量增加或減少時，控制系統(tǒng)的響應(yīng)過程,氨冷卻器單回路控制

3、存在的問題,工藝原理分析,內(nèi)容,超馳控制（也稱約束控制）問題約束控制方案的設(shè)計(jì)約束控制中的積分飽和及其防止,舉例1：緩沖罐與流量控制回路,如何避免液位低于 hmin ?,超馳控制問題的提出,在超馳控制（也稱“選擇控制”、“約束控制”）系統(tǒng)中，僅有一個操作變量MV，但有兩個或兩個以上被控變量CVs，其中一個常規(guī)的 CV，要求一直維持在其設(shè)定值（屬精確控制）；其余均為輔助 CVs，要求維持在一定的操作范圍（某一上下限之間）內(nèi)以確保

4、安全。,緩沖罐液位與流量控制的兼顧問題,如何避免液位低于 hmin ?,控制方案#1,引入自動開關(guān)SW ?,試分析兩控制器的正反作用，并比較正常操作情況下兩控制器輸出信號的大小。,控制方案 #2,（1）試給出該超馳控制系統(tǒng)的方塊圖（2）如何保證兩回路切換過程的平穩(wěn) ?,LS: 低選器 （Low Selector）u(t) = min(u1, u2),流量液位選擇控制系統(tǒng)方塊圖,流量液位超馳控制方案,RFB：外部積分反饋 (exte

5、rnal reset feedback）,LS: 低選器 （Low Selector）u(t) = min(u1, u2),超馳控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,假設(shè)均采用PI控制器，分析其切換過程,超馳控制中的抗積分飽和,討論：液位正常工況下與液位過低情況下，該控制系統(tǒng)如何工作？,氨冷卻器單回路控制存在的問題,如何避免氨冷卻器液位超過其上限?,氨冷卻器工藝介質(zhì)出口溫度的串級控制系統(tǒng),注意：TC31的輸出必須加以限幅，具體限幅值與工藝要求及L

6、T25測量范圍有關(guān)。為什么？,氨冷卻器工藝介質(zhì)出口溫度的超馳控制方案,課堂討論 畫控制方塊圖選擇兩控制器正反作用選擇器能否選擇高選器？若工藝介質(zhì)入口溫度過高，導(dǎo)致冷卻器液位高于其設(shè)定值。此時控制系統(tǒng)如何響應(yīng)？,氨冷卻器工藝介質(zhì)出口溫度單回路控制仿真,詳見 …\SelectControl\PIDAmmoniaCooler.mdl,單回路控制仿真結(jié)果,氨冷卻器出口溫度（帶RFB）超馳控制系統(tǒng)仿真,詳見 …\SelectPID