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解耦控制
解耦控制
学习内容
心1耦合过程及其要解决的问题
◇2相对增益与相对增益矩阵
心3解耦控制系统的设计
1.耦合过程及其要解决的问题
在一个生产装置中,往往需要设置若干个控制回路,
来稳定各个被控变量。在这种情况下,几个回路之间
就可能相互关联,相互耦合,相互影响,构成多输入
多输出的相关(耦合)控制系统。
PT
图6-8关联严重的控制系统
1.耦合过程及其要解决的问题
心通常认为,在一个多变量被控过程中,如果每一个被控
变量只受一个控制变量的影响,则称为无耦合过程,其分
析和设计方法与单变量过程控制系统完全一样
◆存在耦合的多变量过程控制系统的分析与设计中需要解决
的主要问题
1.如何判断多变量过程的耦合程度
2.如何最大限度地减少耦合程度?
3.在什么情况下必须进行解耦设计,如何设计?
2.相对增益与相对增益矩阵
令某一通道在其它系统均为开环时的放大系
数与该一通道在其它系统均为闭环时的放大
系数之比为,称为相对增益
相对增益A1是U相对于过程中其他调节量对
该被控量Y而言的增益(U→Y1);
4:定义为
P第一放大系数(开环增益)
qq第二放大系数(闭环增益)
2.相对增益与相对增益矩阵
☆第一放大系数p1(开环增益)
指耦合系统中,除U到Y通道外,其它通道
全部断开时所得到的U到Y通道的静态增益;
即,调节量U1改变了ΔU所得到的Y1的变化
量△Y1与△U之比,其它调节量Uk(k判)均
不变。
Pn可表示为
aY
U→Y的增益
(仅U;→Y通道投运,
OU
J IUk-cOnS
其他通道不投运)
2.相对增益与相对增益矩阵
☆第二放大系数q(闭环增益)
指除所观察的U到Y通道之外,其它通道均
闭合且保持Yk(k)不变时,U到Y通道之
间的静态增益
即,只改变被控量Y所得到的变化量△Y与U
的变化量ΔU之比
q可表示为
U1→Y1的增益
(不仅U1→Y通道投运,其
aU
他通道也投运)
J IY=CORSI
2.相对增益与相对增益矩阵
心相对增益入定义为
pii or
aY
qi aU
aU
U,=const
Y=const
2.相对增益与相对增益矩阵
◇相对增益矩阵A
由相对增益λ1元素构成的矩阵,即
2.相对增益与相对增益矩阵
相对增益的计算
确定相对增益,关键是计算第一放大系数和
第二放大系数
种方法是偏微分法(例题见课本p135)
通过计算过程的微分分别计算出第一放大系数和
第二放大系数,从而得到相对增益矩阵
另一种方法是增益矩阵计算法
先计算第一放大系数,再由第一放大系数直接计
算第二放大系数,从而得到相对增益矩阵
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