复合控制
无溶剂复合工艺控制小窍门
无溶剂复合工艺控制小窍门
旨趣无溶剂复合工艺控制的小窍门可以帮助您提升工艺工作效率，以及降低生产成本，增加质量等。
那么，应该怎样才能有效的掌握无
溶剂复合工艺控制技术呢？
1.首先，要了解控制技术的基本原理。
无溶剂复合工艺控制的基
本原理是，利用内部反馈系统的控制，在两个反应过程之间将目标化
学物质用有效的方法搅拌、混合和分离，以达到合成目标混合物的目的。
2.其次，要了解无溶剂复合工艺控制的反应环境。
反应环境对于
无溶剂复合工艺控制是至关重要的，它需要多种化学反应环境，例如
金属催
化剂、有机催化剂、氧化剂等，而且还需满足一定的温度和压力
条件。
3.最后，要明白无溶剂复合工艺控制的参数调节。
参数调节的正
确性在很大程度上决定着整个工艺的效果，因此应仔细掌握并熟练掌
握参数调节的基本原理及方法，以保证无溶剂复合工艺的准确性、精
度和效率。
通过以上三点，我们可以明白，掌握实用的无溶剂复合工艺控制
技术需要具备一定的知识结构，而且需要多面向的综合性学习，一步
一步系统地搭建起自己的无溶剂复合工艺控制知识体系，并加以深入
的研究，才能有效的掌握无溶剂复合工艺控制技术的相关知识，进而提升工作效率和生产质量，充分发挥无溶剂复合工艺控制的作用。
自动控制原理试题库(含参考答案)
一、填空题（每空1分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按输入的前馈复合控制和按扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G1(s)与G2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s，则G(s)为G1(s)+G2(s)（用G1(s)与G2(s)表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，ω，则无阻尼自然频率=n7其相应的传递函数为，由于积分环节的引入，可以改善系统的稳态性能。
1、在水箱水温控制系统中，受控对象为水箱，被控量为水温。
2、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。
3、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。
判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。
4、传递函数是指在零初始条件下、线性定常控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换之比。
5、设系统的开环传递函数为2(1)(1)K s s Ts τ++arctan 180arctan T τωω--。
6、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值穿越频率c ω对应时域性能指标调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的。
1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。
是指闭环传系统的性能要求可以概括为三个方面，即：稳定性、准确性和快速性，其中最基本的要求是稳定性。
2、若某单位负反馈控制系统的前向传递函数为()G s ，则该系统的开环传递函数为()G s 。
3、能表达控制系统各变量之间关系的数学表达式或表示方法，叫系统的数学模型，在古典控制理论中系统数学模型有微分方程、传递函数等。
自动的控制原理选择填空
1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动的前馈复合控制。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 G1(s)+G2(s) （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率=n ω，阻尼比=ξ0.7072= ， 该系统的特征方程为 2220s s ++= ，该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。
5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 1050.20.5s s s s +++ 。
6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1)(1)K s s Ts τ++ 。
8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是1()[()()]p u t K e t e t d t T =+⎰ ，其相应的传递函数为 1[1]p K Ts +，由于积分环节的引入，可以改善系统的 稳态性能 性能。
二、选择题（每题 2 分，共20分）1、采用负反馈形式连接后，则 ( D )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( A )。
A 、增加开环极点；B 、在积分环节外加单位负反馈；C 、增加开环零点；D 、引入串联超前校正装置。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( C )A 、稳定；B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C 、临界稳定；D 、右半平面闭环极点数2=Z 。
自动控制原理6.5 复合控制
可以抑制几乎所有的可测量的扰动，其中包括低
§6—5 复合控制
复合控制（续）
频强扰动。
复合控制在第三章“减小ess的措施”一部分中 讲过。它包括按给定补偿和按扰动补偿两种方式， 均是按不变性原理设计的，只要原系统的动态性能 良好且稳定，复合控制可以在不改变动态性能和稳 定性的前提下，大大提高稳态精度，甚至实现全补 偿。采用等效传递函数的概念，适当选择前补偿 环节的参数，将系统的类型等效的提高。
§6—5 复合控制
虽然串联校正和反馈校正是控制工程中广泛 采用的校正方法，并在一定程度上可以使校正后 的系统满足要求的性能指标。但如果系统对稳态 精度和动态性能都要求很高，则上述两种方法就 难以凑效，故可将前馈（补偿）和反馈控制结合 起来，形成复合控制，可解决上述问题。
采用复合控制，只要适当选择参数，不但可
自动控制系统的基本知识(上篇)
自动控制系统的基本知识（上篇）在现代工业生产中，自动控制技术起着越来越重要的作用。
所谓自动控制，是指在人不直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象（如机器、设备或生产过程）自动地按照预定的规律运行或变化。
自动控制系统，是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统，一般是由控制装置和被控对象组成的。
各种自动控制系统都有衡量其性能优劣的具体性能指标。
控制装置在自动控制系统中起着十分重要的作用，自动调节系统中的调节器决定了系统的控制规律，对系统的控制技师有着很大影响。
理论简介自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。
自动控制理论按其发展过程，可分为经典控制理论和现代控制理论两大部分。
它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，到五十年代末期，自动控制理论已经形成比较完整的体系，通常把这个时期以前所应用的自动控制理论，称为经典控制理论。
经典控制理论，以传递函数为基础，主要研究单输入、单输出的反馈控制系统，采用的主要研究方法有时域分析法、根轨迹和频率法。
进入六十年代以来，随着自动控制技术的发展，出现了新的控制理论一一现代控制理论。
现代控制理论，以状态空间法为基础，主要研究多变量、变参数、非线性、高精度及高效能等各种复杂控制系统。
现代控制理论已成功地应用在航天、航空、航海及工业生产等许多方面。
目前，现代控控制理论正在大系统工程、人工智能控制等方面向纵深发展。
经典控制理论和现代控制理论，两者相轴相成，各有其应用场合。
常用术语1）被控对象被控对象是一个设备，由一些机械或电器零件组成，其功能是完成某些特定的动作，这些动作通常是系统最终输出的目标2）系统系统是由一些部件组成的，用以完成一定的任务。
3）环节环节是系统的一个组成部分，它由控制系统中的一个或多个部件组成，其任务是完成系统工作过程中的局部过程。
4）扰动扰动是一种对系统的输出量产生反作用的信号或因素。
若扰动产生于系统内部，则称为内扰；若其来自于系统外部，则称为外抗。
前馈—反馈复合控制系统
目录课程设计任务书一、前馈—反馈复合控制系统1.1、前馈—反馈复合控制系统的基本概念 (3)1.2、概念的理解 (3)1.3、前馈—反馈系统的组成.........................................3—4 1.4、前馈—反馈复合控制系统的特点.. (4)1.5、前馈—反馈复合控制系统中前馈前馈控制器的设计 (4)二、控制系统的硬件设计2.1、S7—300系统组成 (4)2.2、CPU315—2DP (4)2.3、模式选择开关…………………………………..…….4—52.4、状态及故障显示 (5)三、控制系统的软件设计3.1、硬件组态 (5)3.2、工程管理器的使用 (6)3.3、新建工程....................................................6—9 3.4、组态监控画面. (9)3.5、组态变量……………………………………………9—10 3.6、软件编程…………………………………………..10—153.7、实验结果分析……………………………………….15—17四、控制系统的调试五、实验总结一、前馈—反馈复合控制系统1.1、前馈—反馈复合控制系统的基本概念前馈—反馈复合控制系统：系统中既有针对主要扰动信号进行补偿的前馈控制，又存在对被调量采用反馈控制以克服其他的干扰信号，这样的系统就是前馈—反馈复合控制系统。
1.2、概念的理解：（1）复合控制系统是指系统中存在两种不同的控制方式，即前馈、反馈（2）前馈控制系统的作用是对主要的干扰信号进行补偿，可以针对主要干扰信号，设置相应的前馈控制器（3）引入反馈控制，是为了是系统能够克服所有的干扰信号对被调量产生的影响，除了已知的干扰信号以外，系统中还存在其他的干扰信号，这些扰动信号对系统的影响比较小，有的是我们能够考虑到的，有的我们肯本就考虑不到或是无法测量，都通过反馈控制来克服。
（4）系统中需要测量的信号既有被调量又有扰动信号。
第五章 复合控制系统控制系统
(1)
(2)
•微分先行：式(3)、式(4)。
k c (TI s + 1)e −τs Y( s ) = R(s) TI sWo−1 (s) + k c (TI s + 1)(TD + 1)e −τs ( 3)
2、解决办法
•两塔之 间增设缓冲器 (不适宜)。 •采用均 匀控制系统 (上策)。 3、均匀控制的含义 •是指两个工艺参数在规定范围内能缓慢地 、均 匀地变化，使前后设备在物料供求上相互兼顾、均匀协 调的系统。
4、均匀控制的特点 •表征前后供求矛盾的两个参数都是变化的，变 化是缓慢的，是在允许范围内波动的。参见下图。
四、前馈--串级控制系统
1、方法的提出 •为了保证前馈控制 的精度，常希望控制阀 灵敏、线性等； •采用串级控制系统 可满足以上要求。 2、原理与结构图
3、应用举例：
思考题
1、前馈控制有哪几种主要型式？ 2、前馈控制与反馈控制各有什么特点？ 3、为什么一般不单独使用前馈控制方案？
第六章 大滞后补偿控制
§ 6- 1 克服纯 滞后的 几种常 见方案
6.2
6.3
1、预估补偿：原理上能消除纯滞后对控制系统的动态影响，但需 控过程的精确模型，工程上往往难以实现。 2、采样控制：成本较低，但干扰加入的时刻对控制效果影响较大。 3、改进型常规控制：具有通用性广等特点，目前较常用。 4、其他：大林算法、卡尔曼预估算法、灰色预测控制等。
第七章 实现特殊要求 2 3 4 的过程控制系统
一、概述
§7-1 比值控制系统
自动控制原理选择填空(含答案)
一、填空题（每空 1 分，共15分）1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。
2、复合控制有两种基本形式：即按 输入 的前馈复合控制和按 扰动 的前馈复合控制。
3、自动控制：自动装置代替手动，系统组成：被控对象和控制装置。
3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传递函数为()G s ，则G(s)为 G 1(s)+G 2(s) （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。
4、典型二阶系统极点分布如图1所示，则无阻尼自然频率=n ω阻尼比=ξ 0.707 ， 该系统的特征方程为 2220s s ++= ，该系统的单位阶跃响应曲线为 衰减振荡 。
6、根轨迹起始于 开环极点 ，终止于 开环零点 。
7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ϕωτωω--=--，则该系统的开环传递函数为 (1)(1)K s s Ts τ++ 。
二、选择题（每题 2 分，共20分）1、采用负反馈形式连接后，则 ( D )A 、一定能使闭环系统稳定；B 、系统动态性能一定会提高；C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除；D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。
2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( A )。
A 、增加开环极点；B 、在积分环节外加单位负反馈；C 、增加开环零点；D 、引入串联超前校正装置。
3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( C )A 、稳定；B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上升；C 、临界稳定；D 、右半平面闭环极点数2=Z 。
4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( A )A 、 型别2<v ；B 、系统不稳定；C 、 输入幅值过大；D 、闭环传递函数中有一个积分环节。
6、开环频域性能指标中的相角裕度γ对应时域性能指标( A ) 。
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能否想一个办法使得，既能消除系统的稳定误差，又能保证系统稳定性不变的目的。
——于是引入了复合控制。
为此人们提出了一种即提高了系统的稳态精度，又不影响系统的稳定性的措施——复合控制系统。
1． 什么叫复合控制系统：复合控制系统是系统的反馈控制回路中加入前馈通路，组成一个前馈控制与反馈相结合的的系统，只要系统参数选择合适，不但可以保持系统稳定，极大地减小乃是消除稳态误差，而且可以抑制几乎所有的可量测扰动。
这是将第六章的内容提前。
复合控制系统是在反馈控制系统中加入前馈（顺馈） 控制。
复合控制系统的基本构成是反馈控制系统，前馈控制是用来补偿反馈系统的不足之处。
顺馈是相对于反馈而言的，相当于开环控制。
由前面的讨论可知，提高系统的开环增益和增加系统的类型是减小和消除系统稳态误差的有效方法。
但这两种方法在其他条件不变时，一般都会影响系统的动态性能，乃至系统的稳定性。
若在系统中加入顺馈控制作用，就能实现既减小系统的稳定误差，又能保证系统稳定性不变的目的。
（1） 按扰动补偿的复合控制——已知扰动或可直接测量。
如果系统的误差主要由某一处加干扰信号引起的，并且该干扰或是可直接测量的，或是可间接测量的，总之是可测的，那么能不能用不变性原理来消除干扰信号的影响呢？也就是说 ()0n E s =或者()()0()en E s s N s Φ==。
图为对扰动进行补偿的系统方块图。
系统除了原有的反馈通道外，还增加了一个由扰动通过前馈（补偿）装置产生的控制作用，旨在补偿由扰动对系统产生的影响。
图中)(s G n 为待求的前馈控制装置的传递函数；)(s N 为扰动作用，且可进行测量或者已知。
()()()r r E s R s C s =-()0()()n n n E s C s C s =-=-注意扰动输出的期望值为0。
因此，12()0()()[()()]n n n n n E s C s C s C s C s =-=-=-+其中，1()n C s 为没有加顺馈时的实际输出， 2()n C s 为顺馈补偿得出的实际输出2112()()()1()()n G s C s N s G s G s =+12212()()()()()1()()n n G s G s G s C s N s G s G s =+两个信号叠加。
21212()()()()()()()1()()n n n G s G s G s G s E s C s N s G s G s +=-=-+。
可见，加顺馈前后()n E s 分母相同，特征方程不变，因此不影响系统的稳定性。
1) 按扰动的完全补偿：为了使得()0n E s =，必须使得11()()n G s G s =-，此时，稳态误差1lim [()]0ss t e L E s -→∞==。
也就是说通过一个顺馈补偿了扰动的影响。
————按扰动的完全补偿。
2)按扰动的稳态补偿/部分补偿对于完全补偿，如果设1()G s 很复杂，则2123()()n G s s f f s f s =+++ 很复杂，也就是要完全补偿的话则()n G s 很复杂。
实际上，我们不需要实现完全补偿，只需要部分补偿以减小或者消除系统响应控制信号()r t 的误差即可。
21212()()()()()()()1()()n en G s G s G s G s E s s N s G s G s +Φ==-+ 212012()()()()lim ()lim ()()lim ()01()()n ssn n en s s s G s G s G s G s e sE s s s N s sN s G s G s Φ→→→+===-=+如果()en s Φ零点包含误差输入信号的全部极点，则系统无稳态误差。
因此， 我们只要设计了合适的()n G s ，使得系统的误差传递函数()en s Φ满足零点包含输入信号的全部极点即可。
则0lim ()0ssn n s e sE s →==。
例如，1()N s s=，则只要 ()en s Φ的分子能够提出一个s ，就可以了。
所以只要设计的()n G s 使得212()()()()n G s G s G s G s +能够提出一个s 即可。
由此可见，复合控制系统的等效闭环传递函数的特征方程与原来不加顺馈控制的闭环系统是相同的，因而加顺馈后不改变系统的稳定性，但提高了系统的精度。
优点（幻灯片）：1）由于被控对象的惯性，反馈控制作用有延迟。
而顺馈没有延迟，能够及时地在被控对象到达反馈控制之前就能抵消掉，因此顺馈来的比反馈更加及时。
2）开环系统没有稳定性的问题，补偿前后稳定性不变（特征方程不变）。
缺点： 1）扰动信号必须使已知或者是可测的。
2）对顺馈控制的精度要求比较高（因为是开环，元器件要求精度高，因为产生误差不可调 ）。
（2） 应用顺馈消除系统响应控制信号误差的复合控制/按照输入补偿的复合控制同上面，应用顺馈减小系统响应控制信号误差的复合控制就是在反馈控制的基础上，引入控制信号的微分作为系统的附加输入而实现的。
如图，这里，这里，设扰动为0。
取输入信号的微分作为附加输入。
解：()()()e E s s R s Φ=，如何求()e s Φ？ ※注意：当()1H s =， ()1()e s s Φ=-Φ成立）记住证明： ()()()e E s s R s Φ=，()()()C s s R s Φ=，如果()1()e s s Φ=-Φ，则()()1()()E s C s R s R s +=，因此，()()()E s C s R s +=，于是()()()E s R s C s =-。
当()1H s =时，()()()E s R s C s =-。
因此，可以先求整个系统的传递函数为：12212()()()()()1()()r G s G s G s G s s G s G s Φ+=+因为是单位负反馈，所以有2121()()()1()1()()r e G s G s s s G s G s ΦΦ-=-=+则 2121()()()()()()1()()r e G s G s E s s R s R s G s G s Φ-==+。
1）完全补偿：要想稳态误差0ss e =，则2121()()()()()()01()()r e G s G s E s s R s R s G s G s Φ-===+，则如果选择前馈补偿装置的传递函数21()()r G s G s =（4.142） 则()()C s R s =。
表明在上式成立的条件下，系统的输出量在任何时刻都可以完全无误地复现输入量，具有理想的时间响应特性。
上式表明，在式（4.142）成立的条件下，恒有()0E s =。
前馈补偿装置()r G s 的存在，相当于在系统中增加了一个输入信号()()r G s R s ，其产生的误差信号与原输入信号()R s 产生的误差信号相比，大小相等而方向相反。
故式（4.142）称为对输入信号的误差全补偿条件。
缺点：对于完全补偿，通常，为使()r G s 具有较简单的形式，希望前馈信号加在靠近系统输出端的部位上，因为这时的2()G s 不致于过分复杂。
但是，这将要求前馈信号具有较大的功率，从而需要加强前馈通道的功率放大能力。
显然，这同样会使前馈通道的结构变得复杂。
一般更实际的考虑是，将前馈信号加到信号综合放大器的输入端，以便降低对前馈信号功率的要求。
由于2()G s 一般均具有比较复杂的形式，故全补偿条件（4.142）的物理实现相当困难。
在工程实践中，大多采用满足跟踪精度要求的部分补偿条件，或者在对系统性能起主要影响的频段内实现近似全补偿，以使()r G s 的形式简单并易于物理实现。
如果设223212312311()()G s f s f s f s s f f s f s ==++++++ ， 则212321()()()r G s s f f s f s G s ==+++ 很复杂，也就是要完全补偿的话。
如果2()G s 很复杂，则()r G s 很复杂。
实际上，我们不需要实现完全补偿，只需要部分补偿以减小或者消除系统响应控制信号()r t 的误差即可。
2）按输入的部分补偿/稳态补偿lim ()(),ssr e s e s s R s Φ→=我们说，如果()e s Φ零点包含输入信号的全部极点，则系统无稳态误差。
因此， 我们只要设计了合适的()bc G s ，使得系统的误差传递函数()e s Φ满足零点包含输入信号的全部极点即可。
设()r t t =，1()r G s f s =，则12212323222321212311212311()()1()()11()()11()()()1()()r f ss f f s f s s f f s G s G s E s R s G s G s s f s f s f s G s s G s s f f s f s -+++++-===+++++++++因此，0lim ()0ss s e sE s →==总结：对于单位速度信号，II 型系统就无稳态误差。
因此，当附加信号1()bc G s f s =，相同于系统开环传递函数增加为II 型，但是，系统地闭环传递函数不变。
稳定性不变。
21231233232331212311212311()()()1())()11()()1()()()1()()r f s f s s f f s f s s f G s G s E s R s G s G s s f s f s f s G s s G s s f f s f s -+++++-===+++++++++因此，0lim ()0ss s e sE s →==。
总结：对于单位加速度信号，III 型系统就无稳态误差。
因此，当附加信号212()bc G s f s f s =+，相同于系统开环传递函数增加为III 型，但是，系统地闭环传递函数不变。
稳定性不变。
在部分补偿情况下，2()1/()r G s G s ≠。
为研究方便，在图4.49所示的反馈系统中，设1()1G s =，这就意味着前馈信号与误差信号同时加到信号综合方法器的输入端。
设反馈系统的开环传递函数212121()()()n n n n KG s G s s a s a s a s a ---==++++ （4.144）相应的闭环传递函数12121()()n n n n Ks s a s a s a s a KΦ---=+++++ （4.145）显然，这是I 型系统，存在常值速度误差，且加速度误差为无穷大。
若取输入信号一阶导数作为前馈补偿信号，即1()r G s s λ=其中，常系数1λ表示前馈补偿信号的强度。