“粗调”作用，从而改善了系统的品质。
第二章系统设计
21系统的过程控制设计
在本系统中若采用以原料出口温度为被控量的单回路系统，由于在加热炉的过程控制中存在着时间滞后和容量滞后，系统不能立即感知。直到经过大容量滞后，才能反映到原料的温度变化。系统的控制作用才开始反映，但为时已晚。同样，控制器的动作也必须经过较大的容量滞后才能开始对输出的改变做出调整，导致系统的品质变差。
因此，增设炉膛温度作为另一个被控参量，构成串级控制系统，如图51
f

主调节器
副调节器
可控硅


副变送器
C2炉膛
C1出口
主变送器
图51串级系统控制框图
当原料温度变化时，首先使得炉膛温度C2发生变化。而出口处的原料温度C1还没有发生变化。因此，主调节器输出不变，炉膛温度测量值发生变化。通过副变送器反馈到副调节器。通过可控硅控制加热元件的电流大小，使电炉保持在设定的温度工作状态。
与此同时，炉膛温度的变化也会引起管壁的温度变化，从而影响出口C1温度的变化，使主调节器的输出发生变化。由于主调节器的输出就是副调节器的输入，而副调节器的输出直接控制可控硅导通角的大小，进一步加速了控制系统的调节过程，使主被控量即加热炉出口温度恢复到设定值。
211控制系统的性能［1］
⑴对二次扰动的抑制能力强，当二次扰动产生后，副被控量首先检测到扰动的影响并及时控制操作变量，使副被控量恢复到设定值。从而使扰动对主被控量的影响减小，即副回路对扰动进行粗调，主回路对扰动进行细调。
⑵串级控制系统由于有副回路的存在改善副对象的动态特性，从而提高了整个系统的动态特性。
⑶串级控制系统由于副回路性能的改善，主控制器的比例带可以变得更窄，从而提高了系统的工作频率，即提高了系统的快速响应能力。
⑷有一定的自适应能力。在副回路的作用下，包括控制阀在内的副对象在操作条件和负荷变化时，其特性变化对系统的影响显著地削弱了。
f22控制器的设计
221控制器的控制规律选择
PID控制器是应用最广泛的一种控制器。包括P控制器、PD控制器，PI控制器及完整的PID控制器。P的作用是增加开环增益，降低系统的稳态误差，提高控制精度，但缺点是会使系统变得不稳定。I的作用是消除静差，但有过调现象且不及时。D的作用是增加系统的稳定性，但同时也放大了系统的高频噪声。可见，合理运用才能使系统的效益最大化。
1比例（P）控制
比例控制是最简单的工作方式。其控制器输入与输出的误差信号成比例关r