双重控制

双重控制

对于一个被控变数釆用两个操纵变数进行控制称为双重控制。双重控制系统釆用两个操作变数，其中一个操作变数满足经济性和工艺合理性，但对干扰的克服不够及时有效；而另一个操作变数满足有效性和快速性，但是经济性和工艺合理性较差。在喷雾乾燥系统、蒸汽减压系统、换热器出口温度控制系统、原油出口温度系统等，都取得了不错的生产效益。

基本 介绍

中文名：双重控制外文名：dual control系统设计：操纵变数、控制器、正反作用等优势：动静结合，快慢结合，稳定性强套用：喷雾乾燥系统、蒸汽减压系统等所属学科：控制科学

定义

对于一个被控变数釆用两个操纵变数进行控制称为双重控制。

对于一个被控变数釆用两个操纵变数进行控制的控制系统称为双重控制系统。这类控制系统釆用不止一个控制器，其中有一个控制器的输出作为另一个称为阀位控制器的测量信号。

此系统釆用两个操作变数，其中一个操作变数满足经济性和工艺合理性，但对干扰的克服不够及时有效；而另一个操作变数满足有效性和快速性，但是经济性和工艺合理性较差。双重控制系统是综合这些控制变数的各自优点，克服各自弱点进行最佳化控制的系统。

基本 原理

双重控制

由于双重控制迴路的存在，双重控制系统先通过主控制器的调节作用，将主被控变数快速回复到设定值然后在偏差较小的同时，双重控制系统又充分发挥副控制器的调节作用，从根本消除偏差，使副控制变景回复到理想设定值r。其结构相对于串级控制系统，双重控制系统主控制器的输出作为副控制器的测量，而串级控制系统则作为副控制器的设定。因此，串级控制系统的两个控制迴路是串联的，双重控制系统的两个控制迴路是并联的。

优势

1）由于双迴路的存在增加了开环零点，改善了控制品质，提高了系统的稳定性。

2）双重控制系统的的工作效率也能得到提高。

3）动静结合，快慢结合，急则治标，缓则治本。这里的”快”指动态性能好，慢指静态性能好。由于双重控制系统较好的解决了动静的矛盾，达到了操作最佳化的目的。

问题

操纵变数 选择

双重控制系统有两个或者两个以上的操纵变数，其中，一个操纵变数具有较好的静态性能，工艺合理，而另一个操纵变数具有较快的动态回响。因此，主操纵变数应该选择较快的动态回响的操纵变数，副操纵变数则选择有较好静态性能的操纵变数。

控制器选择

双重控制系统的主、副控制器均起定值控制作用，为了消除余差，主、副控制器均应选择具有积分控制作用的控制器，通常不加入微分控制作用，当快被控对象的时间常数较大时，为加速主对象的回响，可适当加入微分。对于副控制器，由于起缓慢的调节作用，因此，也可选用纯积分的控制器。

控制器正反

双重控制系统的主、副控制器迴路是并联单迴路，主、副控制器正、反作用的选择与单迴路控制系统中控制器正、反作用选择方法相同。一般先确定控制调的气开、气关形式，然后根据快回响被控对象的特徵确定主控制器的正、反作用方式，最后根据慢回响被控对象的特徵确定副控制器的正、反作用方式。

参数整定

双重控制系统的投运与简单控制系统投运相同。在手自动切换时应该无扰动切换；投运方式是先主后副，即先使快回响对象切入自动，然后再切入慢回响控制迴路。

主控制器参数整定与快回响控制系统的参数整定相似，要求具有快的动态回响；副控制器参数整定以缓慢变化，不造成对系统的扰动为目标，因此，可採用宽比例度和大积分时间，甚至可採用纯积分作用。整定步骤：先将阀位控制器处于手动情况下，按单迴路系统整定方法整定主控制器的参数；然后将整定好的主控制器参数放好，使主控制器处于自动状态，最后按同样的方式整定阀位控制器的参数。

研究进展

现阶段，双重控制系统作为一种成熟的控制方案，已被大量的仿真和套用于工业实际生产之中，如喷雾乾燥系统、蒸汽减压系统、换热器出口温度控制系统、原油出口温度系统等，都取得了不错的生产效益。

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