一、單參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

單參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)也稱(chēng)為簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在工業(yè)自動(dòng)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)用最多。所謂簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)是指由一個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)調(diào)節(jié)器、一個(gè)調(diào)節(jié)閥和一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)象（單輸入、單輸出對(duì)象特性）構(gòu)成的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

單參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)解決了大量的參數(shù)定值調(diào)節(jié)問(wèn)題，它是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中最基本和使用最廣泛的一種形式。但生產(chǎn)的發(fā)展、工藝的革新，導(dǎo)致對(duì)操作條件的要求更加嚴(yán)格，參數(shù)間的相互關(guān)系更加復(fù)雜。為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，在單參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又開(kāi)發(fā)出一些復(fù)雜控制系統(tǒng)，常見(jiàn)的如串級(jí)、比值、均勻、前饋、分程控制等。

二、前饋-反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)

前面介紹的單參數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，解決了大量生產(chǎn)控制問(wèn)題，是所有生產(chǎn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，并得到了廣泛應(yīng)用。但對(duì)某些工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)和控制要求特殊的情況下，上述控制系統(tǒng)還不能滿足要求，因此前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)在某些生產(chǎn)場(chǎng)合得到了應(yīng)用。

前饋控制系統(tǒng)就是按照擾動(dòng)量的大小進(jìn)行的一種控制方法。也就是說(shuō)把影響被控變量的主要擾動(dòng)因素測(cè)出來(lái)，送入前饋控制器，算出應(yīng)施加的校正值的大小，產(chǎn)生抵消干擾的作用，在擾動(dòng)剛一出現(xiàn)時(shí)就產(chǎn)生了校正作用。前饋系統(tǒng)與反饋系統(tǒng)的區(qū)別是：反饋系統(tǒng)是按照被控變量的偏差進(jìn)行控制的。特點(diǎn)是必須在被控變量出現(xiàn)偏差后，調(diào)節(jié)器按偏差的大小和時(shí)間的多少產(chǎn)生控制作用，操縱變量來(lái)補(bǔ)償干擾對(duì)被控變量的影響。如果干擾已產(chǎn)生，而被控變量還未變化時(shí)，控制器是不能產(chǎn)生控制作用的。因此，這種控制方式落后于干擾的變化。而前饋系統(tǒng)是在干擾剛一開(kāi)始影響被控對(duì)象，不需要偏差就起作用。前饋控制信息傳遞是從干擾開(kāi)始一直向被控變量方向傳遞，沒(méi)有反饋。所以前饋控制是開(kāi)環(huán)控制，在大多數(shù)情況下，把前饋調(diào)節(jié)和反饋調(diào)節(jié)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成前饋-反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

三、串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

最常用的串級(jí)、比值、均勻控制系統(tǒng)在形式上都屬于多回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在大多數(shù)情況下又都是由兩個(gè)調(diào)節(jié)器串接而成的，即一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為另一個(gè)調(diào)節(jié)器的給定值。但其所要解決的矛盾性質(zhì)卻不完全相同，因而它們的動(dòng)態(tài)特性和調(diào)整方法也有所區(qū)別。在常規(guī)控制系統(tǒng)中，串級(jí)控制系統(tǒng)是改善過(guò)程控制質(zhì)量的最有效方法之一，它是生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用比較廣、使用效果比較好的一種復(fù)雜控制系統(tǒng)。

串級(jí)控制系統(tǒng)采用兩套檢測(cè)變送器和兩個(gè)調(diào)節(jié)器。前一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個(gè)調(diào)節(jié)器的給定，后一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出才送往調(diào)節(jié)閥。前一個(gè)調(diào)節(jié)器稱(chēng)為主調(diào)節(jié)器，它所檢測(cè)和控制的變量稱(chēng)為主變量，即工藝控制指標(biāo)；后一個(gè)調(diào)節(jié)器稱(chēng)為副調(diào)節(jié)器，它所檢測(cè)和控制的變量稱(chēng)為副變量，這是為穩(wěn)定主變量而引入的輔助變量。由于串級(jí)控制系統(tǒng)比單回路控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)副回路，因此具有下列特點(diǎn)：

①對(duì)于進(jìn)入副回路的干擾具有較強(qiáng)的抗干擾能力；

②改善對(duì)象特性；

③具有一定的自適應(yīng)能力。

串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)主回路來(lái)看是一個(gè)定值控制系統(tǒng)，但副回路對(duì)主調(diào)節(jié)器來(lái)說(shuō)卻是一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)。主調(diào)節(jié)器能按對(duì)象的操作條件及負(fù)荷的變化情況，不斷地改變副調(diào)節(jié)器的給定值，以適應(yīng)操作條件和負(fù)荷的變化。由于副回路的快速、隨動(dòng)特性，使串級(jí)控制系統(tǒng)具有一定的自適應(yīng)能力。

綜上所述，串級(jí)控制的抗干擾能力、快速性、適應(yīng)性和控制質(zhì)量都比單回路控制系統(tǒng)優(yōu)越，特別對(duì)工藝要求高，對(duì)象容量滯后比較大，調(diào)節(jié)通道純滯后時(shí)間較長(zhǎng)，以及負(fù)荷變化大，系統(tǒng)內(nèi)存在變化劇烈的干擾情況下，采用串級(jí)控制系統(tǒng)可以獲得顯著的效果。