什么是串级控制系统？

串级控制系统（Casade Control System），又称为级联控制系统，是一种应用于复杂过程控制中的高级控制策略。它通过将两个或多个控制回路串联起来，以改善控制性能和稳定性。在这种系统中，主控制器（主调节器）设定一个中间变量（通常称为中间设定值或副变量），而副控制器（副调节器）负责控制这个中间变量。

串级控制系统的基本组成包括：

1. 主控制器（主调节器）：负责设定最终控制目标（主变量），如产品质量、温度等。

2. 副控制器（副调节器）：负责控制主控制器设定的中间变量，该变量直接影响主变量。

3. 传感器：检测实际过程变量和中间变量。

4. 执行器：根据控制器的指令调整过程条件，以改变过程变量。

串级控制系统的主要优势在于：

• 改善控制性能：通过控制中间变量，可以减少干扰对主变量的影响，提高系统的响应速度和稳定性。
• 减少滞后：中间变量的快速响应有助于减少整个系统的滞后。
• 抑制干扰：副控制器可以快速抵消干扰，减少其对主变量的影响。
• 提高灵活性：可以根据需要调整主控制器和副控制器的设定点，以适应不同的操作条件。

串级控制系统广泛应用于化工、石油、电力等行业，特别是在那些需要精确控制产品质量和减少干扰影响的过程中。例如，在温度控制中，可能将温度作为主变量，把流量作为中间变量，通过控制流量来间接控制温度。