过程控制工程第二版课件 教学课件 作者 王树青 戴连奎 于玲 编著10 非线性补偿.ppt

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1、对象非线性增益的补偿于玲浙江大学控制系2008/04/24对象增益非线性补偿方法调节阀特性补偿，以使广义对象为近似线性；串级控制方式，以克服副回路的非线性；引入比值等中间参数，以主回路广义对象的增益为近似线性；变增益控制器：通过引入对象增益的反函数以使系统的回路增益为线性；自适应控制器：根据控制系统的性能自动调整控制器的增益，以使系统的回路增益为近似线性。调节阀特性补偿假设主要干扰为进料流量。可写出热平衡方程:控制通道静态增益:补偿方法：通过合理选择调节阀的流量特性，实现广义对象增益的近似线性。调节阀特性补偿调节阀特性补偿（续1）从静态增益补偿的角度考虑：热平衡方程:控制通道静态增益

2、:调节阀特性补偿（续2）从动态特性变化的角度考虑：补偿方法：通过引入串级控制方式，克服副回路中的非线性。串级控制的内回路补偿对于内环等效对象的稳态增益：补偿方法：通过引入中间变量（本例中为蒸汽量与工艺物料量的比值），实现主对象增益的近似线性。比值器实现非线性补偿pH中和过程的单回路控制pH中和过程的滴定曲线pH中和过程的非线性仿真实验过程:(1)t=60min，pH设定值从6.5提高至7.0;(2)t=110min，被调酸性液体的流量F1从30L/min下降至15L/min;(3)t=160min，被调液体pH值从5下降至4.5;(4)t=210min，中和液pH值从11下降至10.

3、5.PH中和过程的单回路控制pH中和过程的非线性变比值串级控制方案比值控制仿真结果讨论：由于pH中和过程非线性的特殊性，作为最常用的补偿对象非线性的方法，通过选择调节阀流量特性以实现广义对象的近似线性难以奏效。而采用直接引入“非线性增益补偿”环节的方法可自由地实现控制系统开环增益的线性化。非线性增益补偿非线性增益补偿器非线性增益补偿仿真单回路非线性变换控制当非线性主要由滴定曲线引起时，酸碱平衡浓度x与中和液流量呈近似线性。同时x和PH值存在着严格的对应关系。x=0时PH=7；x<0时PH<0；x>0时PH>0。