操縱變量的選擇  當被控變量選定以后，緊接著就應(yīng)對工藝進行分析，找出會影響被控變量發(fā)生變化的所有因素。

一般來說，影響被控變量的外部輸入往往有若干個而不是一個，在這些輸入中，有些是可控的，有些是不可控的。原則上，是在影響被控變量的所有干擾中選擇一個對被控變量影響顯著，而且具有良好的可控性的干擾作為操縱變量，而其余的干擾則視為系統(tǒng)的干擾。

煉油和化工廠中常見的精餾設(shè)備。根據(jù)工藝要求，選擇提餾段某塊塔板(一般為溫度變化*靈敏的板，稱為靈敏板)的溫度作為被控變量，那么，自動控制系統(tǒng)的任務(wù)就是通過維持靈敏板上溫度恒定，來保證塔釜產(chǎn)品的成分滿足工藝要求。從工藝分析可知，影響提餾段靈敏板溫度T是的因素主要有進料的流量(Q^)、成分(x^)、溫度(1、^)、回流的流量(Q目)、回流液溫度(T日)、加熱蒸汽流量(Q蒸)、冷凝器冷卻溫度及塔壓等一

這些影響因素可分為兩大類，即可控的和不可控的。從工藝角度看，本例中只有回流量和蒸氣流量為可控因素，其他一般為不可控因素。在兩個可控因素中．蒸氣流量對提餾段溫度影響比起回流量對提餾段溫度影響來說更及時、更顯著。同時，從節(jié)能角度來講，控制蒸氣流量比控制同流量消耗的能量要小，所以通常應(yīng)選擇蒸氣流量作為操縱變量。另外選擇操縱變量時，還要認真分析對象特性，以提高控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。

①對象靜態(tài)特性的影響在選擇操縱變量構(gòu)成自動控制系統(tǒng)時，一般希望控制通道的放大系數(shù)Ko要大些，這是因為K。的大小表征了操縱變量對被控變量的影響程度。當然，有時K。過大，會引起過于靈敏，使控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，這也是要引起注意的。另一方面．對象干擾通道的放大系數(shù)Kr則越小越好。托小，表示干擾對被控變量的影響不大，過渡過程的超調(diào)量不大，故確定控制系統(tǒng)時，也要考慮干擾通道的靜態(tài)特性。總之，在諸多變量都要影響被控變量時，從靜態(tài)特性考慮，應(yīng)該選擇其中放大系數(shù)大的可控變量作為操縱變量。

②對象動態(tài)特性的影響

a．控制通道時間常數(shù)的影響?？刂破鞯目刂谱饔?，是通過控制通道施加于對象去影響被控變量的，所以控制通道的時間常數(shù)不能過大，否則會使操縱變量的校正作用遲緩、超調(diào)量大、過渡時間長。要求對象控制通道的時間常數(shù)r，小一些，使之反應(yīng)靈敏、控制及時，從而獲得良好的控制質(zhì)量。

b．控制通道純滯后n的影響。控制通道的物料輸送或能量傳遞都需要一定的時問，這樣造成的純滯后r。對控制質(zhì)量是有影響的。因此，在選擇操縱變量構(gòu)成控制系統(tǒng)時，應(yīng)使對象控制通道的純滯后時間ro盡量小。c．干擾通道時間常數(shù)的影響。干擾通道的時間常數(shù)Tf越大，表示干擾對被控變量的影響越緩慢，這是有利于控制的。所以，在確定控制方案時，應(yīng)設(shè)法使干擾到被控變量的通道長些，即時間常數(shù)要大一些。d．干擾通道純滯后“的影響。如果干擾通道存在純滯后rf，即于擾對被控變量的影響推遲了時間m那么控制作用也推遲了時間“，使整個過渡過程曲線推遲了時間n。只要控制通道不存在純滯后，通常是不會影響控制質(zhì)量的。

③操縱變量的選擇原則

a．操縱變量應(yīng)是可控的，即工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。

b．操縱變量一般應(yīng)比其他干擾對被控變量的影響更加靈敏。為此，應(yīng)通過合理選擇操縱變量，使控制通道的放大系數(shù)適當大、時間常數(shù)適當小(但不宜過小，否則易引起振蕩)、純滯后時間盡量小。為使其他干擾對被控變量的影響減小，應(yīng)使干擾通道的放大系數(shù)盡可能小、時間常數(shù)盡可能大。c．在選擇操縱變量時，除了從自動化角度考慮外，還要考慮工藝的合理性與生產(chǎn)的經(jīng)濟性。一般說來，不宜選擇生產(chǎn)負荷作為操縱變量，因為生產(chǎn)負荷直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量，是不宜經(jīng)常波動的。另外，從經(jīng)濟性考慮，應(yīng)盡可能地降低物料與能量的消耗。