总结了一些过控的重点。
术语
- CV，PV：被控变量
- SP：设定值
- MV：操作变量
- DV：扰动变量
目标
- 安全性
- 质量
- 收益
五大参数
温度(T)、压力(P, dP)、流量(F)、液位(L)、成分(A)
另外还有重量(W)、密度(D)。
其后字母T(传感变送器)、C(控制器)、I(指示仪表)
建模方法
- 机理建模（白箱）：假设、建立方程、简化
- 常用方程：物料与能量守恒、运动方程、状态方程、平衡关系、化学反应动力学方程
- 经验建模（黑箱）：实验获取输入输出数据、预处理(坏点、高频噪声)、确定模型集和评价指标、确定最佳模型、测试验证
- 常用饰演方法：阶跃响应、矩形脉冲、伪随机信号(仿真那本书上应该还有)
变送
- 误差来源
- 仪表本身误差
- 安装不当引入的误差
- 测量的动态误差（纯滞后和惯性）
- 必要时低通滤波
控制阀
- 口径选择；
- 气开、气关、保位；
- 流量特性
- 固有流量特性(阀两侧固定压差)：快开、线性、等百分比、抛物线；
- 安装流量特性(阀开大会引起管路压损)：特性曲线往左上方移动
- 线性 -> 快开
- 等百分比 -> 线性
- 所以常用等百分比
- 连续自动调节少有用快开（斜率太大），位式控制可以用
- 一般来说，S<0.6时才需要考虑安装特性
反馈控制
$latex U(s)=K_{c}(1+\frac{1}{T_{i}s}+T_{d}s)$
- 注意实际控制器的物理限制：上下限可能会饱和
- 积分作用：消除余差，使稳定性下降，需要
- 注意防积分饱和(积分上下限远大于阀门上下限)
- 见课本P54页，串级控制时P89
- 微分作用：常用超前-滞后单元来近似
- 抵消积分作用带来的不稳定趋势
- 减小过渡过程时间，改善控制品质
- 不适合有高频噪声的场合
- 控制器正反作用
- 经验法
- 流量系统：弱比例、强积分
- 液位系统：纯比例即可
- 压力系统：视情况而定，有的类似流量，有的类似温度
- 温度系统：PID，积分时间要大
- 无扰动切换
前馈控制
- 开环，不存在稳定性问题
- 需要精确建模，只能补偿选定干扰
比值控制
- 结构
- 开环(P75)
- 单闭环(P75)
- 双闭环(P76)
- 实施方法
- 相乘方案
- 相除方案：直观，但非线性很大(系统负荷很小时)
- 具有逻辑提降量的比值控制系统(P82，合理使用LS和HS)
串级控制
- 主控制器对副对象和控制阀具有更好程度的鲁棒性(对主对象没有，副控制器本身也没有)
- 控制器类型
- 副控制器一般不加积分，但副对象是流量系统时可能需要加(流量系统本身较快)
- 温度系统时，副控制器可以加微分，但必须上微分先行
- 正反作用选择上，使两回路均构成负反馈
- 主回路按4：1衰减震荡比，副回路按临界震荡整定
均匀控制
- 要求
- MV变化持续而缓慢
- 最大干扰时，CV仍在上下限范围内
- 结构
- 与一般的反馈控制相同
- 整定
- 按保证不会超过上下限为目标设置参数
- 调整参数，使最大干扰时的波动范围接近上下限
选择控制
- 阀门从两个信号间选择一个（软保护）
- 控制器从几个传感器中选择一个（只需控制几个点中的最高温度）
- 变结构控制P102
- 注意防积分饱和P101
分程控制
- 一个控制器控制几个阀门
- 目的
- 扩大阀门可调范围（一般用两个同向阀门，注意两阀门流通能力不同时可能产生的非线性）
- 满足工艺操作特殊要求（比如维持反应容器温度，一个阀进蒸汽一个阀进冷水，此时用两个反向阀门，可以合理设置死区避免频繁动作）
阀位控制(VPC)
- 两种手段均能影响被控对象，但一个动态性能好静态性能不好，另一个正好相反。
（比如烧锅炉，一个控加热，一个控掺冷水。掺冷水效果拔群，但浪费燃料。） - 结构
- 常规方法控制快对象
- VPC控制慢对象(MV)，SP为快对象阀门开度（一般较小），PV为阀门开度
- P107
- 调整过程
- 干扰来时，快对象先动作，把干扰抵消掉（此时静态特性不好，如能耗较大）
- VPC检测到快对象阀位过大，开始调节慢对象，将阀位拉回设定值
非线性增益补偿
- 方法
- 控制阀特性补偿
- 串级控制方法
- 引入比值等中间参数
- 变增益控制器
- 自适应控制器
- pH
- 普通单回路（辣鸡）
- 变比值（处理了废料量波动的情况）
- 带不灵敏区的非线性PID（CV接近7时不灵敏）
- 线性化（取粒子真实浓度$latex x=f^{-1}(pH)=10^{pH-14}-10^{pH}$）