关联与解耦控制.docx

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关联与解耦控制

第8章关联与解耦

8.1相对增益分析

两个开环增益

相对增益矩阵的性质

变量的选择

8.2相对增益的计算方法

比值方法

图8.1两个阀门都影响流量和压力，但影响的程度不一定相同

所有回路均为开环

图8.2采用单回路控制的2×2关联过程的一般表示

图8.3具有并联环节的过程的相对增益通常超出0~1范围

所有回路均为闭环

斜率法

矩阵方法

大系统的分解

8.3关联的影响

调节器的整定

图8.4快的流量回路能干扰慢的成分回路，但反过来则不然

相对增益在0~1范围内

图8.5相对增益低于1.0不但使回路增益增大，而且也使回路的振荡周期加长

图8.6过程中具有奇数个正号，因而由交叉耦合形成的第三条反馈回路是负的

相对增益大于1

图8.7过程中有偶数个正号时，第三条反馈回路为正

图8.8对于相对增益超过1.0的回路，设定值变化比负荷变化带来更多的困难

图8.9具有高相对增益（这里为10）的关联回路分担了非稳态的负荷响应

负的相对增益

动态耦合

图8.10向移动的网带喷射纸浆的网前箱是造纸过程常见的关联问题

图8.11当两个控制回路均为开环时，空气调节阀对总压头的稳态值没有影响

8.4对干扰的响应

作用点

图8.12负荷的变化能够从三个不同的作用点进入2×2过程

自整定调节器的负荷响应

图8.13由调节器1校正的供应侧干扰，会在回路2中引起波动性响应

相对干扰增益

8.5解耦

解耦方法

图8.14并联再沸器的液位相互关联十分严重

图8.15解耦加在液位调节器的输入侧和温度调节器的输出侧

图8.16这个解耦系统很难投入自动，而且容易受约束条件的危害

图8.17这个系统简化了初始化，并兼顾了约束条件

解耦系统的稳定性

图8.18过度的解耦将使相对增益大于1的回路不稳定

图8.19部分解耦对这个成分控制回路是适当的

图8.20系统利用c2而不用m2来进行解耦，因为它能提供较高的精度

部分解耦

线性多变量系统

参考文献

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习题