工程中很难办到，特别是对积分和非稳定系统，其控制更为困难。Smith预估器控制原理图如图8所示。 R(s)+
GS(s) 图8 Smith预估控制器原理图
图中U(s)为控制器的输出，L(s)为系统外扰(也称负荷扰动)，GL(s)是C(s)对L(s)的传递函数，GS(s)为Smith预估补偿器的传递函数。若Smith预估补偿器的传递函数为
GS(s) = Go(s) (1-e-τs) 由图8可得Smith预估控制器的传递函数Φ(s)为
C ( s ) G ( s )G ( s ) e ? ?s
-+-GC(s)U(S)Go（s）e-tsL(s)GL(s)+C(s)+?(s)?R(s)?co1?Gc(s)Go(s)??sC(s)GL(s)[1?Gc(s)Go(s)(1?e)]另有 ?
L(s)1?Gc(s)Go(s)
由上面两式可以看出，在定值和外扰作用下的闭环特征方程中均不包含受控对象的纯延迟，因而起到了纯延迟的补偿作用。与式对应的动态结构图如图8所示。与图9所示原理图等效的控制系统，很容易用MATLAB函数命令set ( )来实现，这使得控制品质的仿真研究变得简单。
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图9 Smith预估器控制原理等效图
本设计采用的两极Smith补偿器与上面简单介绍的有异曲同工之妙，前面已作了一些介绍，概括了其与传统PID控制的一些优点，一般来说，可以看出该控制系统换热器热流体出口温度控制过渡过程平稳，具有较传统PID串级控制算法过渡时间缩短，超调量减少，抗干扰能力强等特点，这里就不多加介绍了。
5 控制装置的选择
5.1 LDG型系列电磁流量计
主要技术指标： 介质电导率：>20μs/cm
成套精度：口径Φ10～Φ250 ±0.5%;±1.0%;口径Φ300～Φ1200 ±1.0%; 输出信号：0～10mA DC;4～20mA DC
电 源：传感器由转换器供电～24V，转换器电源：220V50Hz 连接法兰：机标JB/T81-94；国标GB9119-88或按用户需要 口 径：口径Φ10～Φ1200mm
5.2 HR-WP-201TR/TC22W智能热电阻/热电偶温度变送器
主要技术参数
系统传输准确度：±0.5%×F.S(可订制±0.2%) 冷端温度补偿准确度：±1℃(预热时间30分钟) 测量热电阻时允许的引线电阻：≤15Ω 输入阻抗：电流-100Ω；电压-500KΩ
电流输出允许外接的负载阻抗：4～20mA，0～350Ω；0～10mA，0～700Ω 电压输出时的内部阻抗：250Ω
输入、输出、电源、通讯之间绝缘阻抗：不小于100MΩ
输入/输出/电源/通讯/双回路之间绝缘强度：直流DC≥2000V.dc，交流AC≥1500V.dc
输入信号故障时的输出状态设置：输出状态有跟随方式、报警方式、保持方式三种状可设置。
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通讯接口：RS485
通讯协议：本公司提供的专用通讯协议、MODBUS协议
通讯距离：RS485—节点数(不加中继时)，距离≤1000米(波特率9600时) 编程及校准：现场手持式中文编程器-它可对本仪表进行功能编程及计量校准，大屏幕全中文菜单，功能齐全，操作方便；简易型编程器-单行液晶菜单操作，可在现场对仪表进行功能设置，使用及携带灵活，由于本产品采用数字化结构，并采取了环境温度自补偿、零点自动校准等先进技术，因此可长年保证准确度在规定范围内，不需频繁校准。
面板指示:PWR-电源指示灯(绿色)；ALM-输入信号报警指示灯(红色)；输入信号故障时闪烁；输入信号超量程时长亮。
工作环境：安装位置不得有强烈振动，以及来自信号端、电源端及空间不得超过IEC61000-4-4-1995中第三类工业现场电磁干扰的强度，并使用环境中不得有对金属、塑料件起严重腐蚀作用的有害物质。 温度漂移：＜0.005％F.S/℃ 工作环境温度：-10—+55℃
供电电源：直流，DC24V±10%；交流，AC95～265V 输入功率：0.9～1.8W(与型号有关)
5.3 LWGB系列涡轮流量变送器
主要技术指标：
精确度：1.0级、0.5级、0.2级 环境温度-20～+50℃ 输出信号：4～20mA（两线制） 输出阴抗0-500Ω 供电电源：直流12V-24V
5.4 KVHV电动V型调节球阀
型号：KVHV-V 主要技术参数:
阀体：公称通径：25-300mm 公称压力：PN1.6，4.0，6.4MPa
连接形式：法兰式按JB/T79.2-94凹或按JB78-5P对夹式法兰连接
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材料：WCB ZG1Gr18Ni9Ti CF3M
填料：V型聚四氟乙烯填料，含浸聚四氟乙烯填料，石棉纺织填料。耐高温碳纤维填料
温度：常温：-20℃~+120℃ 散热：+200℃~+450℃ 阀内组件：
阀芯形式：V形缺口半球体
流量特性：近似等百分比或近似直线特性及快开特性。 球体阀杆材料：2Cr131Gr18Ni9Ti oCr17NI17Mo2（316L） 金属阀座材料：与阀杆材料相同，密封堆焊钴铬硬质合金 非金属阀材料：增强聚四氟乙烯。 执行机构：
可选用PSQ系列、3810系列或NB系列电子式角行程执行机构。
5.5 AI-7048型4路PID 温度控制器
技术规格 输入规格：
热电偶：K、S、R、E、J、T、B、N、WRe5-WRe26 线性mV电压：0~20mV、0~60mV、0~100mV、0~1V等
测量范围： K(0~+1300℃)、S(0~+1700℃)、R （0~+1700℃）、T(-200~+350℃)、E(0~1000℃) 、J(0~1200℃)、B(0~1800℃)、N(0~1300℃) 、WRe5-WRe26 （0~2300℃）、Pt100(-200~+600℃)
线性mV电压输入：由用户用SCH及SCL参数自由定义 测量精度：0.2 FS 1个字
注1 ：热电偶输入且采用内部冷端补偿时应另加1℃冷端补偿允许误差，采用铜电阻、冰点或恒温槽补偿时则不需要
注2 ：B分度号热电偶在60~600℃范围可进行测量，但精度无法达到标定精度，在600~1800℃可保证测量精度。
温度漂移：≤0.01%FS/℃ （典型值为60ppm/℃）
电磁兼容： IEC61000-4-4 （电快速瞬变脉冲群），! 4KV/5KHz ；IEC61000-4-5
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（浪涌），4KV
隔离耐压： 电源端、继电器触点及信号端相互之间 ≥2300VDC ；SSR电压输出与热电偶输入之间 ≥600VDC 控制周期：0.48秒/4回路
输出规格：SSR驱动电压，12VDC/20mA每回路，包含短路保护功能 电源： 100~240VAC/50Hz 或24VAC/DC ＋10％，－15％；5VA 使用环境：温度-10 ~ +60℃，湿度≤90%RH
5.6 流量控制器 ：型号TLS11-LC
产品规格： LC（流量控制器） 量程范围： 50，100，200，500 CCM LPM 精度等级： ±2% 满量程 重复性： ±2% 满量程 量程比： 50:1 响应时间： 100 毫秒 压降大小： 随量程范围变化 PSID 操作温度： +1～+50 ℃
补偿温度： +1～+50 ℃ 零点漂移： 0.02%/ATM 0.02% 满量程℃ 范围漂移： 0.02%/ATM 0.02% 满量程℃ 湿度量程： 0-100% 0-100% 无冷凝 过流率： 2.4% 2.4% 满量程 最大耐压： 100 100 PSIG 供应电流(典型)： 30 250 毫安 电压电源： 12-30 12-25 VDC 输入/输出： 0-5VDC,0-10VDC,4-20mA,RS-232 VDC 电气连接： 8针 8针 DIN小型圆插头 机械连接： 1/8″-1/4″ 1/8″ NPTF
接液部：件303不锈钢，Viton ，RTV硅树脂，PolyethermideR 阀门仅为：阳极氧化铝，410和304不锈钢，镍，铜，Viton ，Delrin
参考文献
[1]张毅.自动检测技术及仪表控制系统.北京：化学工业出版社.2008.
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[2]周泽魁.控制仪表与计算机控制装置. 北京：化学工业出版社.2008. [3]金以慧.过程控制.北京：清华大学出版社.2007. [4]胡寿松.自动控制原理.北京：科学出版社.2006. [5]王平主.仪器仪表.北京：新时代出版社.2002. [6]江苏苏科科技有限公司主页
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