第四章復雜控制系統(tǒng)4.9非線性補償概述系統(tǒng)中的非線性因素，主要存在于兩個部分：

一部分是用以實現(xiàn)控制的儀表或執(zhí)行機構中所包含的非線性。例如調節(jié)器中的限幅特性，閥門的等百分比、拋物線和快開等特性。它們一般屬于典型非線性特性。

另一部分存在于對象本身。例如對象的增益在很多情況下不是常數(shù)而是負荷、調節(jié)量等因素的非線性函數(shù)，通常稱之為對象的變增益特性。例如有些對象動態(tài)特性的描述本來就是用的非線性方程。為了控制回路能正常工作，就必須根據(jù)最壞的操作調節(jié)，即根據(jù)預計的最小流量來整定調節(jié)器。換熱器的增益是與被加熱物料的流量成反比的。整定是在正常的負荷下進行的。當物料流量增大時，由于過程增益變小，在已整定好的溫度控制回路的比例增益作用下，過渡過程將會出現(xiàn)過阻尼；在小流量下，過程增益增大，系統(tǒng)可能出現(xiàn)振蕩甚至不穩(wěn)定。在具有變增益對象的系統(tǒng)中，控制過程會出現(xiàn)什么問題？概述在不同流量下系統(tǒng)的階躍響應曲線綠色：正常流量；紅色：流量減??；藍色：流量增加概述對象增益非線性補償方法調節(jié)閥特性補償，以使廣義對象為近似線性；串級控制方式，以克服副回路的非線性；引入比值等中間參數(shù)，以主回路廣義對象的增益為近似線性；變增益控制器：通過引入對象增益的反函數(shù)以使系統(tǒng)的回路增益為線性；自適應控制器：根據(jù)控制系統(tǒng)的性能自動調整控制器的增益，以使系統(tǒng)的回路增益為近似線性。增益非線性補償方法舉例1對象穩(wěn)態(tài)關系：對象增益：補償方法：通過合理選擇調節(jié)閥的流量特性，實現(xiàn)廣義對象增益的近似線性。非線性補償方法舉例2補償方法：通過引入串級控制方式，以克服副回路中的非線性，實現(xiàn)主對象增益在一定條件下的的近似線性（本例中，指Fsp

與出口溫度的穩(wěn)態(tài)增益）。非線性補償方法舉例3補償方法：通過引入中間變量（本例中為蒸汽量與工藝物料量的比值），實現(xiàn)主對象增益的近似線性（本例中，指u(t)與T2(t)的穩(wěn)態(tài)增益）。pH中和過程的穩(wěn)態(tài)模型假設先混合后反應,混合后的酸與堿濃度x1,x2分別為中和反應的結果使混合液中的剩余酸濃度為pH中和過程的非線性pH中和過程的單回路控制pH中和過程的滴定曲線pH中和過程

非線性單回路控制方框圖討論：由于pH中和過程非線性的特殊性，作為最常用的補償對象非線性的方法，通過選擇調節(jié)閥流量特性以實現(xiàn)廣義對象的近似線性難以奏效。而采用直接引入“非線性增益補償”環(huán)節(jié)的方法可自由地實現(xiàn)控制系統(tǒng)開環(huán)增益的線性化。pH中和過程的單回路控制pH中和過程非線性增益補償pH中和過程的

非線性變比值串級