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大滞后环节对硅碳棒控制品质的影响

    滞后环节可能会出现在硅碳棒控制硅碳棒系统的不同位置,如主要过程可能涉及长距离的液体传输,或包含长时间的潜伏期;测量装置可能需要较长的时间间隔才能完成采样和分析,如气相色谱仪;执行器可能需要一定的时间产生执行信号。下面分析滞后环节出现的位置对硅碳棒系统的动态特性的影响。图2.3是硅碳棒控制硅碳棒系统框图。其中,GcS)是硅碳棒控制器传递函数,Gos)是广义对象前向通道的传递函数,Gms)是广义对象反馈通道的传递函数,GF(s)是干扰通道的传递函数。下面分别出现在Gos),Gm(S)或GF(s)中的滞后环节对过程硅碳棒控制品质的影响。根据假设,滞后z出现在干扰通道,因此G(S)Go(Sm(S)不含滞后,硅碳棒系统的闭环特征根本不受滞后z的影响,硅碳棒系统的稳定性也不受滞后:的影响。根据(2.2),在干扰作用后,硅碳棒系统输出要经过z寸刻才能响应。与没有滞后存在于干扰通道的情况相比较,可以看到,硅碳棒系统的调节质量没有变化,仅仅是硅碳棒系统输出对干扰的响应延迟了z寸刻。而扰动什么时刻进入硅碳棒系统,本来是无法预知的。因此出现在干扰通道的滞后对硅碳棒系统的调节质量没有影响。②滞后出现在反馈通道当测量变送单元的取样脉冲管线较长,流速较慢,或者预处理过程较长,则在硅碳棒控制硅碳棒系统中的反馈通道出现滞后。这时cm(S可表为:GmlSl=GhlSle-zs其中ch(S)不含滞后。可以求得:响。总之滞后出现在反馈通道时,硅碳棒系统的稳定性变差,调节质量下降。③滞后出现在前向通道在物料输送、混合过程或调节器输出及执行机构的气动导管过长,在硅碳棒控制硅碳棒系统的前向调节通道就会出现滞后。这时Go(S)一cp(S-,其中Gp(S)不含滞后。同样可以求得:硅碳棒系统闭环特征方程是:因此,当滞后丁存在于前向通道时,闭环硅碳棒系统稳定性下降,稳定性变得越差。从(2.9)式与(2.6)式相比较可以看到,当设定值后,输出才会响。④滞后同时出现在各通道当滞后同时出现在各通道时,可以假设Go(S)一Gp(S-rPs;Gm()一Gh(S一r,s;G)一Gd(S所以,可以求得输出、设定与干扰之间的关系:(2.m)且随着丁的增大可以看到,硅碳棒系统的总滞后是由组成闭环的各环节滞后叠加而成,即2=2p+2h扰动通道的滞后zd不在其中。硅碳棒系统的闭环特征方程是:因此,出现在闭环任一个环节中的滞后都会引起开环硅碳棒系统的增益增大,这样其幅相特性曲线就有可能包围Clo)点,同时由于等效滞后时间的增大,使得闭环响应对周期性扰动更为敏感,从而使硅碳棒系统更接近稳定边界,包围点的可能性更大,这样就降低了硅碳棒系统的稳定性,使硅碳棒系统的超调量增大,造成闭环硅碳棒统的动态品质变差。对于出现在干扰通道的时间滞后,不处于闭环回路中,它相当于干扰在z寸刻后作用于硅碳棒系统。因此它的大小不会影响硅碳棒系统的开环频率特性,也不会影响闭环硅碳棒系统的稳定性,也不影响硅碳棒控制质量。www.beritawan.com

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