操纵变量
在自动控制系统中，把用来克服干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量称为操纵变量。最常见的操纵变量是介质的流量。此外，也有以转速、电压等作为操纵变量的。在本章第一节的例子中，图7-1-1所示的液位控制系统，其操纵变量是出口流体的流量;图7-1-2所示的温度控制系统，其操纵变量是载热体的流量。
当被控变量选定以后，接下去应对工艺进行分析，找出有哪些因素会影响被控变量发生变化。一般来说，影响被控变量的外部输人往往有若干个而不是一个，在这些输人中，有些是可控(可以调节)的，有些是不可控的。原则上，是在诸多影响被控变量的输人中选择一个对被控变量影响显著而且可控性良好的输人，作为操纵变量，而其它未被选中的所有输人量则视为系统的干扰，下面举一实例加以说明。
图7-3-1是炼油和化工厂中常见的精馏设备。如果根据工艺要求，选择提馏段某块塔板一(一般为温度变化最灵敏的板，称为灵敏板)的温度作为被控变量。那么，自动控制系统的任务就是通过维持灵敏板上温度恒定，来保证塔底产品的成分满足工艺要求。
从工艺分析可知，影响提馏段灵敏板温度T灵的因素主要有:进料的流量Q
入，成分x入，温度T入，回流的流量Q
回，回流液温度T
回，加热蒸汽流量Q
蒸，冷凝器冷却温度及塔压等等。这些因素都会影响被控变量T
灵的变化，如图7-3-2所示。现在的问题是选择哪个变量作为操纵变量。为此，可先将这些影响因素分为两大类，即可控的和不可控的。从工艺角度看，本例中只有回流量和蒸汽流量为可控因素，其他一般为不可控因素。当然，在不可控因素中，有些也是可以调节的。例如Q
入，塔压等，只是工艺上一般不允许用这些变量去控制塔的温度(因为Q
入的波动意味着生产负荷的波动;塔压的波动意味着塔的工况不稳定，并会破坏温度与成分的单值对应关系，这些都是不允许的。因此，将这些影响因素也看成是不可控因素)。在两个可控因素中，蒸汽流量对提馏段温度影响比起回流量对提馏段温度影响来说更及时、更显著。同时，从节能角度来讲，控制蒸汽流量比控制回流量消耗的能量要小，所以通常应选择蒸汽流量作为操纵变量。
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