馈控制），构成复合控制能迅速有效地补偿外扰对整个系统的影响，并利于提高控制精度。这种按外扰信号实施前馈控制的方式称为扰动控制，按不变性原理，理论上可做到完全消除主扰动对系统输出的影响[2]。

2.2 通道特性对控制质量的影响

2.2.1 干扰通道特性对控制质量的影响

干扰通道放大倍数Kf越大，系统余差也越大，既控制质量越差。

干扰通道时间常数Tf越大，个数越多，或者说干扰进入系统的位置越远离被控参数而靠近调节阀，干扰对被控参数的影响就越小，系统的控制质量就越高。

干扰通道有、无纯滞后对控制质量没有影响，所不同的只是两者在影响时间上相差一个纯滞后时间?f。即当有纯滞后时，干扰对被控参数的影响要向后推迟一个纯滞后时间?f错误！未找到引用源。。 2.2.2 控制通道特性对控制质量的影响

(1)放大倍数错误！未找到引用源。的影响

放大倍数K0对控制质量的影响要从静态和动态两个方面进行分析。从静态方面分析，由式y(?)?Kf(1?KCK0)，似乎可以得出当Kf、KC不变时，控制通道放大倍数K0愈大，系统的余差愈小的结论。然而这是不对的。因为，对一个控制系统来说，在一定的稳定程度（即一定的衰减比）情况下，系统的开环放大倍数是一个常数，即，这样才能维持系统具有相同的稳定程度。 KC?K0?const错误！未找到引用源。

系统的余差与控制通道放大倍数无关。即在一定稳定性前提下，系统的控制质量与控制通道放大倍数无关。

上述结论只是对线性系统而言，而对于非线性系统，由于K0错误！未找到引用源。随着负荷的变化而变化，这时如欲由KC来补偿则有困难，因此，此时K0的变化将会影响系统的质量。

然而，从控制角度看，K0愈大，则表示控制参数对被控参数的影响愈大，这表示通过对它的调节来克服干扰影响更为有效。此外，在相同衰减比情况下，K0与KC的乘积为一常数，当K0愈大时KC则愈小，而KC小则?大。?大比较容易调整。如果反过来，

?小则不易调整。因为当?小于3％时，调节器则相当于一位式调节器，已失去作为连续调节器的作用。因此，从控制的有效性及调节器参数易调整性来考虑，则希望控制通道放大倍数K0愈大愈好。

(2)时间常数T0的影响

控制通道时间常数愈大，经过的容量数愈多，系统的工作频率将愈低，控制愈不及时，过渡过程时间也愈长，系统的质量愈低。随着控制通道时间常数的减小，系统工作频率会提高，控制就较为及时，过渡过程也会缩短，控制质量将获得提高。然而也不是控制通道时间常数愈小愈好。因为时间常数太小，系统工作过于频繁，系统将变得过于灵敏，反而会使系统的稳定性下降，系统质量会变差。大多数流量控制系统的流量记录曲线波动得都比较厉害，就是由于流量对象时间常数比较小的缘故。

(3)纯滞后τ

0和容量滞后τc的影响

0和容量滞后τc两种。它们对控制质量的影响不利，

控制通道的滞后包括纯滞后τ尤其是τ

0的影响最坏。

控制通道纯滞后的存在不仅会使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还会使系统的稳定性降低。这是因为纯滞后的存在，使得调节器不能及时获得控制作用效果的反馈信息，会使调节器出现失控。当需要增加控制作用时会使控制作用增加得太多，而一但需要减少控制作用时则又会使控制作用减少得太过分，因此导致系统的振荡，使系统的稳定性降低。因此，控制通道纯滞后的存在，对控制质量起着很坏的影响，会严重地降低控制质量。

控制通道的容量滞后τ

c

同样会造成控制作用不及时，使控制质量下降。但是τ

c

的

影响比纯滞后τ

c

对系统的影响缓和。另外，若引入微分作用，对于克服τ

c

对控制质量

的影响有显著的效果。

2.3 控制器参数对系统的影响

比例系数Kp ， 作用在于加快系统的响应速度，提高系统调节精度。 越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，也就是对偏差的分辨率越高，但Kp过大，将产生超调，甚至导致系统不稳定， 取值过小，则会降低调节精度，尤其是使响应速度缓慢，从而延长调节时间，使系统静态、动态特性变坏。

积分系数Ki, 作用在于消除系统的稳态误差。Ki越大，系统静态误差消除越快，但Ki过大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象、从而引起响应过程的较大超调；若Ki过小，将使系统静态误差难以消除，影响系统的调节精度。

微分系数Kd, 作用在于改善系统的动态特性。PID控制器的微分作用环节是响应系统偏差的变化率，其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但Kd过大，则会使响应过程过分提前制动，从而延长调节时间，而且统的抗干扰性能较差。

2.4 控制器控制规律的选择

通常，选择调节器动作规律时应根据对象特性、负荷变化、主要扰动和系统控制要求等具体情况，同时还应考虑系统的经济性以及系统投入方便等。

基本原则：

(1) 广义对象控制通道时间常数较大或容积延迟较大时，应引入微分动作。如工容许有残差，可选用比例微分动作；如工艺要求无残差时，则选用比例积分微分动作。如温度、成分、pH值控制等。

(2) 当广义对象控制通道时间常数较小，负荷变化也不大，而工艺要求无残差时，可选择比例积分动作。如管道压力和流量的控制。

(3) 广义对象控制通道时间常数较小，负荷变化较小，工艺要求不高时，可选择比例动作，如贮罐压力、液位的控制。

4) 当广义对象控制通道时间常数或容积延迟很大，负荷变化亦很大时，简单控制系统已不能满足要求，应设计复杂控制系统。

Ke??s如果被控对象传递函数可用Gp(s)?近似，则可根据对象的可控比τ/T选择调

Ts?1节器的动作规律。当τ/T<0.2时，选择比例或比例积分动作；当0.2<τ/T≤1.0时，选择比例微分或比例积分微分动作；当τ/T>1.0时，采用简单控制系统往往不能满足控制要求，应选用如串级、前馈等复杂控制系统。

2.5 控制器参数整定

一个控制系统的质量取决于对象特性、控制方案、干扰的形式和大小，以及控制器参数等各种因素。一旦系统按所设计的方案安装就绪，对象特性与干扰位置等基本上都已固定下来，这时候系统的质量主要取决于控制器参数整定了。合适的控制器参数会带来满意的控制效果，不合适的控制器参数会使系统质量变坏。但是，决不能因此而认为控制器参数整定是万能的。对于一个控制系统来说，如果对象特性不好，控制方案选的不合理，或是仪表选择和安装不当，那么无论怎样整定控制器参数，也是达不到质量指标要求的。因此，只能说在一定范围内，控制器参数整定合适与否，对控制质量具有重要的影响。

系统整定，一般是指选择调节器的比例度δ、积分时间TI和微分时间TD的具体数值。系统整定的实质，就是通过调整调节器的这些参数，使其特性与被控对象特性相匹配，来改善系统的动态和静态特性，以达到最佳的控制效果。人们常把这种整定称作“最佳整定”，这时的调节器参数叫做“最佳整定参数”。

对于一个已经设计并安装就绪的控制系统，通过调节器参数（δ、Ti、Td）的调整，使得系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求[6]。