悉尼港橋

[拼音]：wendu kongzhi xitong

[英文]：temperature control systems

以溫度作為被控制量的反饋控制系統。在化工、石油、冶金等生產過程的物理過程和化學反應中，溫度往往是一個很重要的量，需要準確地加以控制。除了這些部門之外，溫度控制系統還廣泛應用於其他領域，是用途很廣的一類工業控制系統。溫度控制系統常用來保持溫度恆定或者使溫度按照某種規定的程式變化。

溫度控制系統由被控物件、測量裝置、調節器和執行機構等部分構成（圖1）。被控物件是一個裝置或一個過程，它的溫度是被控制量。測量裝置對被控溫度進行測量，並將測量值與給定值比較，若存在偏差便由調節器對偏差訊號進行處理，再輸送給執行機構來增加或減少供給被控物件的熱量，使被控溫度調節到整定值。測量裝置是溫度控制系統的重要部件，包括溫度感測器和相應的輔助部分，如放大、變換電路等。測量裝置的精度直接影響溫度控制系統的精度，因此在高精度溫度控制系統中必須採用高精度的溫度測量裝置。溫度控制系統的執行機構大多采用可控熱交換器。根據調節器送來的校正後的偏差訊號，調節流入熱交換器的熱載體（液體或氣體）的流量，來改變供給（或吸收）被控物件的熱量，以達到調節溫度的目的。在一些簡單的溫度控制系統中，也常採用電加熱器作為執行機構，對被控物件直接加熱。通過調節電壓（或電流）的大小可改變供出的熱量。

不同的應用部門對溫度控制系統品質有不同的要求，並選用不同型別的調節器。如果精度要求不高，可採用兩位調節器,一般情況下多采用PID調節器。高精度溫度控制系統則常採用串級控制。串級控制系統由主迴路和副迴路兩個迴路構成（圖2），具有控制精度高、抗干擾能力強、響應快、動態偏差小等優點，常用於干擾強,且溫度要求精確的生產過程,如化工生產中反應器的溫度控制。

嚴格說，多數溫度控制系統中被控物件在進行熱交換時的溫度變化過程，既是一個時間過程，也是沿空間的一個傳播過程，需要用偏微分方程來描述各點溫度變化的規律。因此溫度控制系統本質上是一個分佈引數系統。分佈引數系統的分析和設計理論還很不成熟，而且往往過於複雜而難於在工程實際問題中應用。解決的途徑有二：一是把溫度控制系統作為時滯系統來考慮。時滯較大時採用時滯補償調節，以保證系統的穩定性。具有時滯是多數溫度控制系統的特點之一。另一途徑是採用分散控制方式，把分佈引數的被控過程在空間上分段化，每一段過程可作為集中引數系統來控制，構成空間上分佈的多站控制系統。採用分散控制常可獲得較好的控制精度。

參考書目

王永初：《自動調節系統工程設計》，機械工業出版社，北京，1983。