等。
321控制方案的选定
从上面的模型可知，该系统是一个有时间延迟的二阶系统，自身不稳定。若按单回路方法设计控制系统，则因作用于系统的扰动要经过一个滞后时间才能使被控量有所反应，而调节器的控制作用又不能及时反映出来，因此将导致控制过头，产生振荡。理论分析表明，用单回路方法对上述过程进行控制是难以奏效的。该分析结果，也得到实验证实，经现场反复调试得知，在有干扰作用或给定值变化的情形下，系统是无法稳定的。而且由于该串联式双容液位过程两贮槽串联而存在容量滞后，这些因素致使单回路控制方案难以实施。与单回路方案相比，串级控制系统具有明显优点，在克服容量滞后和纯滞后对控制质量的影响方面有其独到之处，据此设计了如图33所示的串级控制系统。该控制系统在结构上形成了两个闭环。一个闭环在里面，被称为副回路；一个闭环在外面，被称为主回路，以最终保证被调量满足工艺要求。这种由两个调节器串接在一起控制一个调节阀的系统就叫做串级控制系统。主调节器具有自己独立的设定值，它的输出作为副调节器的设定值，而副调节器的输出信号则是送到调节阀去控制生产过程。
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f串级控制系统只比简单控制系统增加了一个测量变送元件和一个调节器，但是控制效果却有显著的提高，具有较好的控制性能，能够改善对象的动态特性，提高系统的工作频率，对负荷或操作条件的变化也有一定的自适应能力。
F2e1PID设定1e2PID设定2F1
Sp
DA
调节阀
上水箱
下水箱
y
ADAD
测量变送器1测量变送器2
图33串级控制系统方框图
322串级控制系统的特点
串级控制系统适用于时间常数及纯滞后较大的对象．串级系统与单回路系统的区别在于前者可获得可测中间变量，并利用它构成副反馈回路，对影响中间变量的干扰进行预先调节，从而改善整个系统的动态品质．串级控制系统在提高系统控制质量方面主要表现在：1对进人副回路的二次干扰有很强的克服能力；2改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率；3串级控制系统减小了对象时间常数；4对负荷或操作条件的变化有较强的适应能力．串级控制系统的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量都比单回路要好，一般应用在下列情况：1控制通道纯延迟时间较长；2对象容量滞后大；3负荷变化大，被控对象又具有非线性；4系统存在变化剧烈的干扰．
323串级控制系统的设计
相比单回路控制系统的设计过程，串级控制系统的设计也较为简单，其主要包括以下几项：①主、副参数的选r