使得两个或多个变量自动维持一定比例关系的控制系统 提出背景：在现代工业生产过程中，要求两种或多种物料流量成一定比例关系；一旦比例失调，会影响生产的正常进行，影响产品质量，浪费动力，造成环境污染，甚至产生生产事故。
一、基础概念
主动量（主流量 ）：起主导作用，而又不可控的变量 从动量（副流量 ）：工艺中和主动量成比例，随主动量变化，按主动量配比的变量 为副流量和主流量的比值 ~~正常流量在满量程的 70% ~~
二、基本类型
1. 开环比值控制
主动量有干扰时，仍然可以维持比值关系。 从动量无抗干扰能力，当从动量有干扰时， 比例关系被破坏。
2. 单闭环比值控制
可实现副流量和主流量的比例关系，且可以克服副流量的干扰。 主动量受较大干扰或负荷大幅度波动时，短时间内比值关系会被破坏，总物料量不固定。
结构上类似于串级控制系统，但是是不同的：单闭环比值控制系统的主流量相当于串级控制系统的主参数，但是主流量没有构成闭环系统， 不影响 。
3. 双闭环比值控制
克服主流量和副流量的干扰，升降负荷比较方便：常用在主流量干扰频繁或工艺上不允许负荷有较大的波动，或工艺上经常需要升降负荷的场合。
4. 其他类型
变比值控制：两种变量的比值随第三个变量的变化而变化，第三个变量为主动量，两个变量的比值为副变量的串级控制系统。
三、比值系数的计算
流量比值 为副流量和主流量的比值 比值系数 ：从动量信号的相对变化和主动量信号的相对变化之比
K'=\dfrac{\text{从动流量信号相对变化}}{\text{主动流量信号相对变化}}= \dfrac{\dfrac{I_{2}-I_{20}}{I_{2\max}-I_{20}}}{\dfrac{I_{1}-I_{10}}{I_{1\max}-I_{10}}}=\dfrac{I_{2}-I_{20}}{I_{1}-I_{10}} \end{align}$$ > [!important] [[联络信号及传输方式\|联络信号及传输方式]] > > **DDZ 电动单元组合仪表**： II 型：0-10mA DC 直流电流； III 型：**4-20mA** DC 直流电流 > **QDZ 气动单元组合仪表**：III 型：**20-100 kPa** 气压信号 #### 1. 线性关系 $$\begin{align} I=\dfrac{F}{F_{\max}}\times 16+4\quad p= \dfrac{F}{F_{max}}\times 80+20 \end{align}$$ $$\begin{align} K'=\dfrac{I_{2}-4}{I_{1}-4}= \dfrac{p_{2}-20}{p_{1}-20} =\dfrac{F_{2}}{F_{1}} \dfrac{F_{1\max}}{F_{2\max}}=K\dfrac{F_{1\max}}{F_{2\max}} \end{align}$$ #### 2 . 非线性关系 使用**节流装置测量流量**而**未进行开方处理**： $$\begin{align} F= K\sqrt{ \Delta p } \quad \Rightarrow \quad \dfrac{I-4}{20-4}= \dfrac{F^{2}}{F_{max}^{2}}\quad \Rightarrow \quad I= \dfrac{F^{2}}{F^{2}_{max}}\times 16+ 4 \end{align}$$ $$\begin{align} K'=\dfrac{I_{2}-4}{I_{1}-4} =\dfrac{F_{2}^{2}}{F_{1}^{2}} \dfrac{F^{2}_{1\max}}{F^{2}_{2\max}}=K^{2}(\dfrac{F_{1\max}}{F_{2\max}})^{2} \end{align}$$ > 当题目中**没画出开方器时，就为非线性控制**！ (自己设计时，要自己确定是否有开方器，自己设计，不要搞几套) ### 四、比值控制方案实施  #### 1. 乘法器实现 乘法器：比值系数不能直接设置，而是**通过外部恒流给定器**（电动仪表）或气动定值器（气动仪表）来设置 > 如果比值系数大于 1，要改变 $F_{2max}$（如 500，1000，1500）  $$\begin{align} I_{2}-4=K'(I_{1}-4) \quad K'= \dfrac{I_{0}-4}{16}\in [0,1] \quad \Rightarrow \quad I_{2}=\dfrac{(I_{0}-4)(I_{1}-4)}{16}+4 \end{align}$$ #### 2. 除法器实现 除法器：两个信号的比得到电信号，作为测量值 > 如果比值系数大于 1 ，可以将两个电信号交换（即倒数）  $$\begin{align} I_{0}= 16\times \dfrac{I_{2}-4}{I_{1}-4}+4=16K'+4 \end{align}$$