串級控制英文解釋翻譯、串級控制的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 cascade control
【化】 cascade control

分詞翻譯：

串級的英語翻譯：

【計】 cascade stage

控制的英語翻譯：

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

專業解析

串級控制（Cascade Control）是一種在過程控制中廣泛應用的先進控制策略，旨在提升系統對主要幹擾的抑制能力和整體控制性能。其核心思想是嵌套兩個或多個控制回路，其中一個回路（副回路/内環）的輸出作為另一個回路（主回路/外環）的設定值。

核心概念與結構：

主控制器 (Primary Controller / Master Controller)：
- 負責控制主被控變量 (Primary Controlled Variable)，即最終需要精确控制的工藝參數（如反應器溫度、精餾塔塔頂成分）。
- 接收主被控變量的測量值，并與主設定值 (Primary Setpoint) 進行比較，計算出輸出信號。
- 該輸出信號不作為最終執行機構的指令，而是作為副控制器的設定值 (Secondary Setpoint)。
副控制器 (Secondary Controller / Slave Controller)：
- 負責控制副被控變量 (Secondary Controlled Variable)，通常是能更快響應、更靠近執行機構的變量（如加熱蒸汽流量、冷卻水流量）。
- 接收副被控變量的測量值，并與來自主控制器的設定值進行比較，計算出輸出信號。
- 該輸出信號直接驅動執行機構（如控制閥），改變操縱變量以影響副被控變量。
主回路 (Outer Loop)：
- 包含主被控變量、主控制器、副控制器的設定值輸入（作為主控制器的輸出）。
- 響應較慢，關注最終工藝目标的穩定。
副回路 (Inner Loop)：
- 包含副被控變量、副控制器、執行機構。
- 響應迅速，負責快速抑制進入副回路的幹擾（如蒸汽壓力波動），為主回路提供“屏障”。

工作原理：當幹擾（如蒸汽壓力變化）首先影響副被控變量（蒸汽流量）時，副控制器會迅速動作，調整閥門開度以維持流量穩定在副設定值（即主控制器的輸出）。這樣，幹擾在影響到主被控變量（如溫度）之前就被副回路抑制住了。主控制器則根據主被控變量與主設定值的偏差，緩慢調整副設定值，确保最終工藝目标精确達标。

核心優勢：

顯著提升抗幹擾能力：副回路能快速消除影響副被控變量的幹擾，防止其傳播到主被控變量。
改善動态響應：通過快速内環的作用，系統整體響應速度加快。
提高控制精度：對主被控變量的控制更精确、更穩定。
降低過程變量波動：過程運行更平穩。

典型應用場景：串級控制特别適用于以下情況：

存在顯著且可測量的過程幹擾，且該幹擾能在一個響應更快的次級變量上被檢測到（如流量幹擾影響溫度控制）。
主過程（主回路）的動态響應明顯慢于次級過程（副回路）（如溫度響應慢于流量響應）。
對主被控變量的控制精度要求很高。常見應用包括換熱器溫度控制（主：溫度，副：蒸汽/冷卻水流量）、化學反應器溫度控制、鍋爐汽包水位控制（主：水位，副：給水流量）等。

漢英關鍵術語對照：

串級控制 - Cascade Control
主控制器 - Primary Controller / Master Controller
副控制器 - Secondary Controller / Slave Controller
主被控變量 - Primary Controlled Variable
副被控變量 - Secondary Controlled Variable
主設定值 - Primary Setpoint
副設定值 - Secondary Setpoint
主回路 - Outer Loop
副回路 - Inner Loop
幹擾 - Disturbance
執行機構 - Final Control Element (e.g., Control Valve)

權威參考來源：

國際自動化學會 (ISA)：作為過程控制領域的權威組織，其标準和出版物（如 ISA Handbook of Control Valves）詳細闡述了串級控制等高級控制策略的原理與應用。 (來源：ISA - International Society of Automation)
控制工程教材與專著：經典教材如 Ogata 的 Modern Control Engineering 或 Seborg, Edgar, Mellichamp, Doyle 的 Process Dynamics and Control 均包含對串級控制的系統論述。 (來源：Seborg, D.E., Edgar, T.F., Mellichamp, D.A., Doyle III, F.J. Process Dynamics and Control)
工程實踐指南： Instrument Engineers' Handbook, Volume Two: Process Control and Optimization (Béla G. Lipták 主編) 提供了工業實踐中串級控制的設計與實施細節。 (來源：Lipták, B.G. (Ed.). Instrument Engineers' Handbook, Volume Two: Process Control and Optimization)
控制技術供應商文檔：主要自動化供應商（如 Siemens, Rockwell Automation, Emerson）的技術文檔和應用筆記常包含串級控制在具體硬件和軟件平台上的實現案例與最佳實踐。 (來源：Emerson Process Management - Control Valve Handbook)
專業期刊與會議論文： IEEE Transactions on Control Systems Technology, Control Engineering Practice 等期刊以及 ISA, IFAC 會議論文集中有大量關于串級控制理論分析、性能優化及工業應用的研究。 (來源：IEEE Control Systems Society)

網絡擴展解釋

串級控制是一種複雜控制系統，通過兩個或多個控制器串聯工作，形成主、副回路協同調節機制，主要應用于工業過程中對控制質量要求較高的場景。以下為詳細解析：

一、定義與結構組成

核心定義
串級控制系統由主控制器和副控制器串聯構成。主控制器的輸出作為副控制器的設定值，副控制器的輸出直接作用于執行機構（如調節閥）。例如，在溫度控制中，主控制器可能以溫度為目标，副控制器則以加熱功率為調節對象。
系統結構
- 主回路（外回路）：包含主控制器、副回路及主被控對象，負責主變量（如溫度、壓力等關鍵工藝參數）的最終控制。
- 副回路（内回路）：由副控制器、執行機構和副被控對象組成，快速響應幹擾（如流量波動、負荷變化），減少對主變量的影響。

二、關鍵特點

改善動态特性
副回路能快速抑制進入其中的幹擾，相比單回路系統響應速度提升30%-60%。例如，鍋爐溫度控制中，副回路可快速調節燃料流量波動。
自適應能力
副回路對負荷變化具有一定補償作用，如化工反應器中原料流量變化時，副控制器可自動調整閥門開度。
控制精度高
主控制器對副控制器的設定值進行動态修正，減少穩态誤差。實驗表明，串級控制系統穩态誤差可比單回路降低50%以上。

三、典型應用場景

大滞後系統
如石油精餾塔的溫度控制，主回路處理塔頂溫度（滞後時間常數約10分鐘），副回路調節加熱蒸汽流量（滞後僅1-2分鐘）。
強幹擾環境
火力發電廠鍋爐汽包水位控制中，副回路可快速應對給水壓力突變，避免水位劇烈波動。
高精度需求
半導體制造中的化學氣相沉積（CVD）反應室，需同時控制溫度（±0.5℃）和壓力（±1kPa），串級控制可滿足雙重精度要求。

四、擴展應用

在分布式控制系統（DCS）中，串級控制常用于多模塊協調，如煉油廠常減壓裝置中，主控制器協調多個分餾塔的級聯控制。

如需查看具體案例或實現細節，可參考、3、5中的工程實例說明。