串级控制英文解释翻译、串级控制的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 cascade control
【化】 cascade control

分词翻译：

串级的英语翻译：

【计】 cascade stage

控制的英语翻译：

control; dominate; desist; grasp; hold; manage; master; predominate; rein
rule
【计】 C; control; controls; dominance; gated; gating; governing
【医】 control; dirigation; encraty
【经】 check; command; control; controlling; cost control; dominantion
monitoring; regulate; rig

专业解析

串级控制（Cascade Control）是一种在过程控制中广泛应用的先进控制策略，旨在提升系统对主要干扰的抑制能力和整体控制性能。其核心思想是嵌套两个或多个控制回路，其中一个回路（副回路/内环）的输出作为另一个回路（主回路/外环）的设定值。

核心概念与结构：

主控制器 (Primary Controller / Master Controller)：
- 负责控制主被控变量 (Primary Controlled Variable)，即最终需要精确控制的工艺参数（如反应器温度、精馏塔塔顶成分）。
- 接收主被控变量的测量值，并与主设定值 (Primary Setpoint) 进行比较，计算出输出信号。
- 该输出信号不作为最终执行机构的指令，而是作为副控制器的设定值 (Secondary Setpoint)。
副控制器 (Secondary Controller / Slave Controller)：
- 负责控制副被控变量 (Secondary Controlled Variable)，通常是能更快响应、更靠近执行机构的变量（如加热蒸汽流量、冷却水流量）。
- 接收副被控变量的测量值，并与来自主控制器的设定值进行比较，计算出输出信号。
- 该输出信号直接驱动执行机构（如控制阀），改变操纵变量以影响副被控变量。
主回路 (Outer Loop)：
- 包含主被控变量、主控制器、副控制器的设定值输入（作为主控制器的输出）。
- 响应较慢，关注最终工艺目标的稳定。
副回路 (Inner Loop)：
- 包含副被控变量、副控制器、执行机构。
- 响应迅速，负责快速抑制进入副回路的干扰（如蒸汽压力波动），为主回路提供“屏障”。

工作原理：当干扰（如蒸汽压力变化）首先影响副被控变量（蒸汽流量）时，副控制器会迅速动作，调整阀门开度以维持流量稳定在副设定值（即主控制器的输出）。这样，干扰在影响到主被控变量（如温度）之前就被副回路抑制住了。主控制器则根据主被控变量与主设定值的偏差，缓慢调整副设定值，确保最终工艺目标精确达标。

核心优势：

显著提升抗干扰能力：副回路能快速消除影响副被控变量的干扰，防止其传播到主被控变量。
改善动态响应：通过快速内环的作用，系统整体响应速度加快。
提高控制精度：对主被控变量的控制更精确、更稳定。
降低过程变量波动：过程运行更平稳。

典型应用场景：串级控制特别适用于以下情况：

存在显著且可测量的过程干扰，且该干扰能在一个响应更快的次级变量上被检测到（如流量干扰影响温度控制）。
主过程（主回路）的动态响应明显慢于次级过程（副回路）（如温度响应慢于流量响应）。
对主被控变量的控制精度要求很高。常见应用包括换热器温度控制（主：温度，副：蒸汽/冷却水流量）、化学反应器温度控制、锅炉汽包水位控制（主：水位，副：给水流量）等。

汉英关键术语对照：

串级控制 - Cascade Control
主控制器 - Primary Controller / Master Controller
副控制器 - Secondary Controller / Slave Controller
主被控变量 - Primary Controlled Variable
副被控变量 - Secondary Controlled Variable
主设定值 - Primary Setpoint
副设定值 - Secondary Setpoint
主回路 - Outer Loop
副回路 - Inner Loop
干扰 - Disturbance
执行机构 - Final Control Element (e.g., Control Valve)

权威参考来源：

国际自动化学会 (ISA)：作为过程控制领域的权威组织，其标准和出版物（如 ISA Handbook of Control Valves）详细阐述了串级控制等高级控制策略的原理与应用。 (来源：ISA - International Society of Automation)
控制工程教材与专著：经典教材如 Ogata 的 Modern Control Engineering 或 Seborg, Edgar, Mellichamp, Doyle 的 Process Dynamics and Control 均包含对串级控制的系统论述。 (来源：Seborg, D.E., Edgar, T.F., Mellichamp, D.A., Doyle III, F.J. Process Dynamics and Control)
工程实践指南： Instrument Engineers' Handbook, Volume Two: Process Control and Optimization (Béla G. Lipták 主编) 提供了工业实践中串级控制的设计与实施细节。 (来源：Lipták, B.G. (Ed.). Instrument Engineers' Handbook, Volume Two: Process Control and Optimization)
控制技术供应商文档：主要自动化供应商（如 Siemens, Rockwell Automation, Emerson）的技术文档和应用笔记常包含串级控制在具体硬件和软件平台上的实现案例与最佳实践。 (来源：Emerson Process Management - Control Valve Handbook)
专业期刊与会议论文： IEEE Transactions on Control Systems Technology, Control Engineering Practice 等期刊以及 ISA, IFAC 会议论文集中有大量关于串级控制理论分析、性能优化及工业应用的研究。 (来源：IEEE Control Systems Society)

网络扩展解释

串级控制是一种复杂控制系统，通过两个或多个控制器串联工作，形成主、副回路协同调节机制，主要应用于工业过程中对控制质量要求较高的场景。以下为详细解析：

一、定义与结构组成

核心定义
串级控制系统由主控制器和副控制器串联构成。主控制器的输出作为副控制器的设定值，副控制器的输出直接作用于执行机构（如调节阀）。例如，在温度控制中，主控制器可能以温度为目标，副控制器则以加热功率为调节对象。
系统结构
- 主回路（外回路）：包含主控制器、副回路及主被控对象，负责主变量（如温度、压力等关键工艺参数）的最终控制。
- 副回路（内回路）：由副控制器、执行机构和副被控对象组成，快速响应干扰（如流量波动、负荷变化），减少对主变量的影响。

二、关键特点

改善动态特性
副回路能快速抑制进入其中的干扰，相比单回路系统响应速度提升30%-60%。例如，锅炉温度控制中，副回路可快速调节燃料流量波动。
自适应能力
副回路对负荷变化具有一定补偿作用，如化工反应器中原料流量变化时，副控制器可自动调整阀门开度。
控制精度高
主控制器对副控制器的设定值进行动态修正，减少稳态误差。实验表明，串级控制系统稳态误差可比单回路降低50%以上。

三、典型应用场景

大滞后系统
如石油精馏塔的温度控制，主回路处理塔顶温度（滞后时间常数约10分钟），副回路调节加热蒸汽流量（滞后仅1-2分钟）。
强干扰环境
火力发电厂锅炉汽包水位控制中，副回路可快速应对给水压力突变，避免水位剧烈波动。
高精度需求
半导体制造中的化学气相沉积（CVD）反应室，需同时控制温度（±0.5℃）和压力（±1kPa），串级控制可满足双重精度要求。

四、扩展应用

在分布式控制系统（DCS）中，串级控制常用于多模块协调，如炼油厂常减压装置中，主控制器协调多个分馏塔的级联控制。

如需查看具体案例或实现细节，可参考、3、5中的工程实例说明。