操纵变量的选择方法优化

控制系统在被控变量选择后，还需要选择操纵变量，使被控变量在外界干扰作用偏离设定值时，能够通过操纵变量的调节，有效克服干扰的影响使生产过程迅速、平稳地回到设定值。

操纵变量一般是从诸多影响被控变量的输入参数中选择一个对被控变量影响显著而且可控性能良好的输入参数作为操纵变量，而其他未被选中的所有输入量看作系统的干扰，通过改变操纵变量去克服干扰对系统的影响。

在生产过程中可能有多个控制变量均可作为操纵变量，操纵变量的选择需要考虑被控对象的特性及所选操纵变量构成的控制通道和扰动通道对控制系统的影响。

扰动作用——由扰动通道对过程的被控参数产生影响，力图使被控参数偏离给定值。

控制作用——由控制通道对过程的被控参数起主导影响，抵消扰动影响，以使被控参数尽力维持在给定值。

操纵变量选择的原则如下：

1）对象静态特性对控制质量的影响：操纵变量对被控变量的影响显著，控制作用强，要求控制通道的放大倍数要大些；扰动通道放大倍数则越小越好，扰动对被控变量的影响就越小。

2）对象动态特性的影响：对象动态特性一般可由时间常数和纯滞后来描述。(www.xing528.com)

①扰动通道特性的影响：扰动通道的时间常数越大，干扰对被控变量的影响越缓慢，即对控制质量的影响越小。扰动通道的纯滞后不会影响控制质量。

②控制通道的影响：控制通道中时间常数小、反应灵敏、控制及时，有利于克服干扰的影响，但时间常数过小，容易引起过渡过程的振荡；时间常数过大，控制作用迟缓，被控变量的超调量加大，过渡过程时间增长。

纯滞后的存在使操纵变量对被控变量的作用推迟。控制作用的推迟，不但使被控变量的超调量加大，还使过渡过程振荡加剧，调节时间也增长，控制质量变坏。

3）构成的控制系统其控制通道特性应具有足够大的放大倍数、比较小的时间常数及尽可能小的纯滞后时间。

4）系统主要扰动通道特性应该具有尽可能大的时间常数和尽可能小的放大系数，或干扰作用点远离被控变量。

5）应考虑工艺上的合理性、经济性。一般来说，不宜选择生产负荷作为操作变量，以免使产量受到影响。