[发明专利]过程控制系统

权利要求书

1．一种用控制对象增益和延迟时间控制一控制对象的控制系统，该系统的传递函数包括一个相应于控制对象增益的增益项和一个相应于延迟时间的延迟时间项，在一个外加扰动条件下，一控制器至少在受控变量和目标值之间的偏差基础上，进行比例积分控制操作，根据控制器的控制变量输出，将控制对象输出的受控变量调整到一个目标值，其特征在于该控制系统包括：

与控制器相连的延迟时间补偿装置，包括有一个系统模型单元，它的系统传递函数近似于控制对象的传递函数，还包括一个模型单元，它与系统模型单元并联，具有由系统传递函数消除延迟时间项而得到的模型传递函数，所述补偿装置用于输出一个补偿信号以补偿延迟时间；

与延迟时间相连的增益调节装置，用于根据控制对象增益的变化将系统模型单元的增益调整到控制对象的增益上。

2．按照权利要求1所述的控制系统，其特征在于：增益调节装置包括增益比值检测装置，通过将受控变量除以系统模型单元的第一输出信号，来检测控制对象增益与系统模型单元增益的增益比值，还包括一个乘法器，用于将从延迟时间补偿装置输出的补偿信号与检测的增益比值相乘，该补偿信号是从模型单元的第二输出信号减去系统模型单元的第一输出信号而得到的。

3．按照权利要求2所述的控制系统，其特征在于：增益比值检测装置包括用受控变量除以系统模型单元的第一输出信号来检测初始增益比值的除法器，和一个时间平均值运算器，用以计算初始增益比值的时间平均值，测得增益比值。

4．按照权利要求1所述的控制系统，其特征在于：增益调节装置包括用受控变量除以系统模型单元第一输出信号以测得增益比值的除法器，用于存贮增益比值的存贮器，和在延迟时间补偿器输出的补偿信号为零的时间超过一个予定时间时更新增益比值的更新装置。

5．按照权利要求4所述的控制系统，其特征在于：更新装置包括信号识别装置，用于在延迟时间补偿装置输出的补偿信号为零时产生一个识别信号，还包括一个时间限定装置，用于在连续产生识别信号超过一个予定时间时，更新存贮在存贮装置中的增益比值。

6．一种用控制对象增益和延迟时间控制控制对象的方法，所述控制对象的传递函数，包括一个相应于控制对象增益的增益项，和一个相应于延迟时间的延迟时间项，在一个外加扰动条件下，一控制器至少在受控变量和目标值之间的偏差基础上、进行比例积分控制操作，根据控制器控制变量的输出，将控制对象的受控变量输出调节到一个目标值，其特征在于该方法包括下述步骤：

采用延迟时间补偿装置补偿延迟时间，该补偿装置与控制器相连，包括一个系统模型单元，其系统传递函数近似于控制对象的传递函数，还包括一个模型单元，它与系统模型单元并联，其模型传递函数是从系统传递函数中消除延迟时间项而得；

根据控制对象增益的变化、将系统模型单元的增益调节到控制对象的增益。

7．按照权利要求6所述的方法，其特征在于：调节步骤包括测量控制对象的增益与系统模型单元增益的增益比的步骤，它是用受控变量除以系统模型单元的第一输出信号，还包括用延迟时间补偿装置输出的补偿信号乘以测得的增益比的步骤，所述补偿信号是从模型单元的第二输出信号中减去系统模型单元的第一输出信号而得到的。

8．按照权利要求7所述的方法，其特征在于：测量增益比的步骤，包括用受控变量除以系统模型单元的第一输出信号，来测得初始增益比的步骤，以及计算初始增益比的时间平均值、以测得增益比的步骤。

9．按照权利要求6所述的方法，其特征在于：调节步骤包括用受控变量除以系统模型单元的第一输出信号以测得增益比的步骤，存贮该增益比的步骤，和当延迟时间补偿装置的补偿信号输出为零的时间超过一予定时间时，更新该增益比的步骤。

10．按照权利要求9所述的方法，其特征在于：更新步骤包括当延迟时间补偿装置的补偿信号输出为零时，产生一个识别信号的步骤，以及当该识别信号持续产生超过一予定时间时，更新存贮在存贮器内的增益比的步骤。