串级系统英文解释翻译、串级系统的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 cascade system

分词翻译：

串级的英语翻译：

【计】 cascade stage

系统的英语翻译：

system; scheme
【计】 system
【化】 system
【医】 system; systema
【经】 channel; system

专业解析

在控制工程领域，串级系统（Cascade System）指一种将两个或多个控制器串联连接的高级控制结构。其核心原理是：主控制器（Primary/Master Controller）的输出作为副控制器（Secondary/Slave Controller）的设定值，副控制器则直接驱动最终执行机构。这种层级结构旨在通过内环（副回路）快速抑制主要干扰，而外环（主回路）则专注于保证主被控变量达到设定值，从而显著提升系统的动态响应速度和抗干扰能力。

核心特点与工作原理：

层级控制结构：系统包含至少两个闭环回路。内环（副回路）通常控制一个响应速度快、与主要干扰关系密切的辅助变量（如流量、转速）。外环（主回路）控制最终需要稳定的主变量（如温度、压力、液位）。主控制器的输出（SP₁）即为副控制器的设定值（SP₂）。
快速干扰抑制：设计良好的副回路能够快速响应进入其回路的干扰（如阀门压力波动对流量的影响），在主变量尚未受到显著影响前将其消除或削弱。
改善主回路性能：由于副回路快速抑制了主要干扰，主控制器面对的“过程”动态特性得到改善（等效过程增益可能降低，时间常数减小），使其能更平稳、更精确地将主变量控制在设定值附近，尤其适用于主过程滞后大的场合。
应用场景：广泛应用于化工过程控制（如反应器温度-冷却水流量串级控制）、锅炉控制（汽包水位-给水流量串级控制）、电机调速（转速-电流串级控制）等对控制品质要求较高的工业过程。

数学表达（简化框图）：典型的串级控制系统框图可表示为： $$ begin{array}{c} text{设定值 (R)} & rightarrow & boxed{G_{c1}(s)} & rightarrow & text{SP}2 & rightarrow & boxed{G{c2}(s)} & rightarrow & boxed{G{v}(s)} & rightarrow & boxed{G{p2}(s)} & rightarrow & Y2 & & & & & & & & & & downarrow & & & & & & & & & & & boxed{G{p1}(s)} & rightarrow & Y_1 & & & & & & & & & & uparrow & & & & & text{反馈} & leftarrow & boxed{H_2(s)} & leftarrow & & & & & & text{反馈} & leftarrow & boxed{H_1(s)} & leftarrow & & & & & & end{array} $$

$G{c1}(s)$, $G{c2}(s)$：主、副控制器传递函数
$G_{v}(s)$：执行机构（如阀门）传递函数
$G{p1}(s)$, $G{p2}(s)$：主、副被控过程传递函数
$H_1(s)$, $H_2(s)$：主、副测量变送器传递函数
$Y_1$, $Y_2$：主、副被控变量
SP₂：副控制器设定值（= 主控制器输出）

权威参考来源：

国际自动控制联合会 (IFAC) 术语库：对串级控制（Cascade Control）进行了标准定义，强调其双回路结构和设定值层级关系。来源：IFAC Technical Committee Glossary (查看定义：https://www.ifac-control.org/glossary - 需在术语库中搜索 "Cascade Control")。
《Control Systems Engineering》- Norman S. Nise：这本广泛使用的教材详细解释了串级控制的结构、工作原理、设计步骤（如副回路选择原则、主副控制器整定顺序）及其相对于单回路控制的优势。来源：Nise, N. S. (2015). Control Systems Engineering (7th ed.). Wiley. (相关章节链接通常需通过出版社或图书馆获取)。
《Process Dynamics and Control》- Dale E. Seborg 等：面向过程控制的经典著作，深入探讨了串级控制在化工过程中的应用实例、性能分析及设计考量。来源：Seborg, D. E., Edgar, T. F., Mellichamp, D. A., & Doyle III, F. J. (2016). Process Dynamics and Control (4th ed.). Wiley. (相关章节链接通常需通过出版社或图书馆获取)。

网络扩展解释

串级系统（即串级控制系统）是一种通过多个控制器串联协作来提升控制精度的复杂控制系统。以下从结构、特点和应用场景三方面进行详细说明：

一、基本结构

串级系统包含主回路和副回路两个控制环路，分别对应主控制器（主调节器）和副控制器（副调节器）：

主回路：负责控制主变量（如反应釜物料温度），主控制器的输出作为副控制器的设定值。
副回路：快速响应副变量（如夹套温度），其设定值由主控制器动态调整，最终通过调节阀执行控制动作。

二、核心特点

抗干扰能力强：副回路能快速消除进入副环的干扰（如蒸汽压力波动），减少对主变量的影响。
动态响应快：副回路改善了对象特性，缩短控制滞后时间，例如夹套温度变化比物料温度更快响应。
自适应能力：当负荷变化时（如反应釜投料量改变），副回路可自动调整主控制器的设定值。

三、典型应用场景

大滞后系统：如化工反应釜温度控制，主变量响应慢时，通过副回路提前调节夹套温度。
强干扰环境：存在频繁波动因素（如流体压力突变）的场合。
非线性对象：被控对象特性随负荷显著变化时，例如精馏塔压力-流量耦合控制。

提示：实际应用中需注意主/副变量需存在因果关系，且副回路时间常数应小于主回路。若需具体系统框图，可参考中的典型结构示意图。