串级控制系统

 将两个或多个控制器串起来构成的控制系统。是一种能明显改善控制品质的复杂控制系统。

  应用条件：只要受控过程可以拆分为几个环节的串联，其中间变量可以测取。

一. 串级控制系统分析

  控制对象被拆为两个环节，控制器也有两个。其中，外回路的 调节器常称为主调节器；内回路的调节器常称为副调节器。

外回路调节目标是定值调节。

内回路属于随动跟踪系统。

  串级控制最明显的优点是快速地抑制了内回路的扰动，而使整个系统的动态误差大为减少。由图可见，当内回路中的扰动D1出现时，副调节器GC 首先发挥作用，通过内回路把D1抑制到很小。与不采用串级控制的情况相比，出现后，D1 先要通过GO2传到Y ，再通过反馈传给GC，显然这个抑制过程要比串级时慢得多。 

当副调节器的增益GC2比较大时，内回路的传递函数可进一步简化为

        

则整个系统可简化如图所示。可见对于外回路扰动 D2的抑制也比不用串级控制时快得多。因此大大缩短了调整时间。

       

   二. 电站锅炉汽温控制系统例

  常采用典型串级控制系统结构。任务是使过热器出热口汽温维持在允许范围内

汽温对象的传递函数模型可表示为

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