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    硅碳棒的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的升溫特性大致分為三個階段。第一階段就是電流上升階段，這一階段外環(huán)在突加溫度期望信號To時，硅碳棒溫度控制器的輸入偏差信4T =戈，硅碳棒溫度控制器輸出控制為最大值。內(nèi)環(huán)則根據(jù)外環(huán)的控制輸出，調(diào)節(jié)加熱電流，使其迅速上升到最大允許值。第二階段為恒流升溫階段，這個階段外環(huán)仍處于飽和狀態(tài)，內(nèi)環(huán)保持線型調(diào)節(jié)狀態(tài)。雖然電阻等因素的干擾會使電流稍有所波動，但由于電流調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，電流保持在最大值，硅碳棒加熱爐溫度穩(wěn)步上升。第三階段為穩(wěn)定調(diào)節(jié)階段。這個階段外環(huán)實際溫度接近期望值，外環(huán)控制器退出飽和，硅碳棒溫度控制器開始調(diào)節(jié)，內(nèi)環(huán)保持在不飽和狀態(tài)，電流輸出緊隨外環(huán)輸出變化。

    這種雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，就其主回路(外環(huán))來看是一個定值控制系統(tǒng)，一般要求使整個系統(tǒng)控制沒有靜差;而副回路(內(nèi)環(huán))則為一個隨動控制系統(tǒng)，一般要求響應(yīng)J決速，允許有余差的。這種結(jié)構(gòu)具有比常規(guī)單回路控制系統(tǒng)更良好的性能。由于副回路的存在，提高了控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。首先，它改善了受控過程的動態(tài)特性。電流負(fù)反饋能夠?qū)h(huán)內(nèi)的傳遞函數(shù)加以改造，使等效的時間常數(shù)減小;其次，提高了系統(tǒng)的工作頻率;最后，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗二次干擾能力。文對在內(nèi)環(huán)典型擾動信號下的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)性能做了簡單分析:

    ①坡擾動抑制:如果內(nèi)環(huán)控制器有積分作用，則串級系統(tǒng)可以抑制內(nèi)環(huán)的斜坡擾動;

    ②躍擾動抑制:性能主要依賴于兩個控制器的比例增益和積分增益和外環(huán)過程增益。積分作用有時候可能引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。所以建議內(nèi)環(huán)不使用積分環(huán)節(jié)，但是如果內(nèi)環(huán)過程的動態(tài)特性太快的話，外環(huán)控制器的積分作用不足以抵消由于內(nèi)環(huán)擾動所引起的微分作用，在這種情況下，如Krishnaswamy和Rangaish42牙旨出，內(nèi)環(huán)的積分作用能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的控制性能。由以上分析也可以看出，系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)控制器的模態(tài)應(yīng)該根據(jù)內(nèi)環(huán)的過程動態(tài)特性仔細(xì)選擇，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，獲得最優(yōu)的控制性能。www.yagpc.com