操纵变量的选择  当被控变量选定以后，紧接着就应对工艺进行分析，找出会影响被控变量发生变化的所有因素。

一般来说，影响被控变量的外部输入往往有若干个而不是一个，在这些输入中，有些是可控的，有些是不可控的。原则上，是在影响被控变量的所有干扰中选择一个对被控变量影响显著，而且具有良好的可控性的干扰作为操纵变量，而其余的干扰则视为系统的干扰。

炼油和化工厂中常见的精馏设备。根据工艺要求，选择提馏段某块塔板(一般为温度变化最灵敏的板，称为灵敏板)的温度作为被控变量，那么，自动控制系统的任务就是通过维持灵敏板上温度恒定，来保证塔釜产品的成分满足工艺要求。从工艺分析可知，影响提馏段灵敏板温度T是的因素主要有进料的流量(Q^)、成分(x^)、温度(1、^)、回流的流量(Q目)、回流液温度(T日)、加热蒸汽流量(Q蒸)、冷凝器冷却温度及塔压等一

这些影响因素可分为两大类，即可控的和不可控的。从工艺角度看，本例中只有回流量和蒸气流量为可控因素，其他一般为不可控因素。在两个可控因素中．蒸气流量对提馏段温度影响比起回流量对提馏段温度影响来说更及时、更显著。同时，从节能角度来讲，控制蒸气流量比控制同流量消耗的能量要小，所以通常应选择蒸气流量作为操纵变量。另外选择操纵变量时，还要认真分析对象特性，以提高控制系统的控制质量。

①对象静态特性的影响在选择操纵变量构成自动控制系统时，一般希望控制通道的放大系数Ko要大些，这是因为K。的大小表征了操纵变量对被控变量的影响程度。当然，有时K。过大，会引起过于灵敏，使控制系统不稳定，这也是要引起注意的。另一方面．对象干扰通道的放大系数Kr则越小越好。托小，表示干扰对被控变量的影响不大，过渡过程的超调量不大，故确定控制系统时，也要考虑干扰通道的静态特性。总之，在诸多变量都要影响被控变量时，从静态特性考虑，应该选择其中放大系数大的可控变量作为操纵变量。

②对象动态特性的影响

a．控制通道时间常数的影响。控制器的控制作用，是通过控制通道施加于对象去影响被控变量的，所以控制通道的时间常数不能过大，否则会使操纵变量的校正作用迟缓、超调量大、过渡时间长。要求对象控制通道的时间常数r，小一些，使之反应灵敏、控制及时，从而获得良好的控制质量。

b．控制通道纯滞后n的影响。控制通道的物料输送或能量传递都需要一定的时问，这样造成的纯滞后r。对控制质量是有影响的。因此，在选择操纵变量构成控制系统时，应使对象控制通道的纯滞后时间ro尽量小。c．干扰通道时间常数的影响。干扰通道的时间常数Tf越大，表示干扰对被控变量的影响越缓慢，这是有利于控制的。所以，在确定控制方案时，应设法使干扰到被控变量的通道长些，即时间常数要大一些。d．干扰通道纯滞后“的影响。如果干扰通道存在纯滞后rf，即于扰对被控变量的影响推迟了时间m那么控制作用也推迟了时间“，使整个过渡过程曲线推迟了时间n。只要控制通道不存在纯滞后，通常是不会影响控制质量的。

③操纵变量的选择原则

a．操纵变量应是可控的，即工艺上允许调节的变量。

b．操纵变量一般应比其他干扰对被控变量的影响更加灵敏。为此，应通过合理选择操纵变量，使控制通道的放大系数适当大、时间常数适当小(但不宜过小，否则易引起振荡)、纯滞后时间尽量小。为使其他干扰对被控变量的影响减小，应使干扰通道的放大系数尽可能小、时间常数尽可能大。c．在选择操纵变量时，除了从自动化角度考虑外，还要考虑工艺的合理性与生产的经济性。一般说来，不宜选择生产负荷作为操纵变量，因为生产负荷直接关系到产品的产量，是不宜经常波动的。另外，从经济性考虑，应尽可能地降低物料与能量的消耗。