自动控制理论 第三章 控制系统的时域分析 3.8 控制系统的稳定性(6)

12.0pt;2. 控制器的正反作用控制系统要能正常工作，必须有一个负反馈控制系统。为了保证这一点，必须正确选择各环节的正反作用。

12.0pt;  控制器的正反作用是根据被控变量的测量值和控制器输出之间的关系确定的。被控变量测量值增加时，控制器的输出也增加，则控制器为正作用控制器，并规定其稳态放大系数  为负。被控对象的测量值增加时，控制器的输出值减小，则控制器为反作用控制器，并规定器稳态放大系数  为正。

被控对象的输出与调节阀内的介质流量变化决定了被控对象的正反作用。介质流量增加，被控对象的输出也增加，则被控对象为正作用，规定其放大系数  为正。介质流量增加时，被控对象输出减小，则被控对象为反作用，规定其放大系数  为负。

执行器气开式为正作用，气关式为反作用，并规定正作用调节阀的放大系数  为正，反作用的  为负。

变送器的作用一般都是正作用，其放大系数   为正。

要保证系统是负反馈系统，组成系统的各环节的正反作用的乘积必须为正。这可用各环节的放大系数来表示。即  为正。这里相乘只取正符号计算，不必计算放大系数的具体数值。

选择控制器的正反作用的步骤是先根据工艺及安全要求确定调节阀正反作用，被控对象的正反作用是固有的特性，测量变送器一般是正作用，所以往往可以排除在外，最后再选择控制器的正反作用，使  的乘积为正。

5.5.3  复杂控制系统的设计当被控对象的惯性和时间延迟很大时，单回路控制系统无法满足控制质量的要求，这时必须采用复杂控制系统。复杂控制系统是指比单回路控制系统复杂的多回路系统，特殊作用的控制系统以及具有复合控制方式的控制系统。最常见的复杂控制系统有串级、前馈、比值等控制系统。

1.串级控制系统串级控制系统是在单回路控制系统的基础上发展起来的，对改善控制系统的控制品质非常有效，在过程控制中应用相当广泛，是一种典型的复杂控制系统。

图5.37 夹套反应器的温度控制（a）单回路控制（b）串级控制