外部或内部因素的影响，使得系统中存在参数摄动，外部干扰等不确定因素。这些给精确控制系统提高了难度。总体上系统温度控制可以分为两个阶段：反应升温温度控制和反应保温控制。
1.保证反应器升温速度恒定：保证温度以0.1-0.2℃s的速率上升，提高反应温度有利于主反应的进行，保证升温速度平稳避免超压问题。
2.保证反应器保温温度恒定：缩合反应阶段后保温阶段要使反应釜温度始终保持在120℃左右5-10分钟（实际为2-3小时），以使反应尽可能充分地进行，达到尽可能高的主产物产率。
升温阶段，温度要求以某一速度上升，是一个变量。而保温阶段，要求温度保持在某一数值上，且波动不大，可作为定值控制。传统的PID控制算法理论成熟，应用广泛，但其控制精度依赖于精确的数学模型，因此有自身的限制。串级控制对扰动较多、变值控制、非线性系统有很好的控制效果。
2.3 控制方案设计
本设计将设计三种控制方案：PID分程控制方案、串级控制方案和串级PID分程复合控制方案。本系统对反应釜内温度的稳定性就有较高的要求。为了使反应釜内的温度能够稳定在要求的控制范围内，我们采用串级PID分程控制方案来对反应温度进行控制。
其中，串级控制升温过程效果良好，PID控制方案保温定值效果良好，分程控制方案有效地解决了同时处理加热与冷却的问题。复合控制方案综合了前两种控制方案的优点，又很好的避免了各自的缺点。主变量是生产工艺的主要控制指标，直接关系到产品质量，因此对于本连续反应系统，可以选择反应釜内的温度为主变量，选择夹套温度为副变量。串级控制系
统的目的是为了高精度地稳定主变量。当输入是定值时，主变量控制不允许有余差，所以，控制器通常选用比例积分控制规律；本控制对象为温度对象，具有滞后性，采用比例积分微分控制规律，实现主变量的无差控制。在串级控制系统中，稳定副变量并不是目的。因此，在控制过程中，对副变量的给定值允许有波动。副控制器采用比例控制规律，为了能够快速跟踪，最好不带积分作用，因为积分作用会使跟踪变得缓慢；副控制器的微分作用也是不需要的，因为当副控制器有微分作用时，一旦主控制器输出稍有变化，就容易引起控制阀大幅度地变化，影响系统的稳定性。基于串级控制理论，结合本系统的特点，副回路采用比例（K）控制器，主回路采用比例积分微分（PID）控制器，由主、副控制器组成的温度—温度串级控制原理图。如图2-2所示：
图2-2 温度-温度串级控制原理图
2.4 PID分程控制方案
2.4.1 PID控制原理
PID是一种经典的控制算法，实现起来容易，成熟。 1.比例(P)控制
温度
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 2.积分(I)控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 3.微分(D)控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。
按偏差的比例、积分、微分进行控制的控制器成为PID控制器。模拟PID控制器的原理框图如图2-3所示:
图2-3 模拟PID控制器的原理框图 PID控制解决了自动控制原理索要解决的最基本的问题，即系统的稳定性、快速性和准确性。调节PID的参数，可以实现在系统稳定的前提下，
兼顾系统的带载能力和抗扰能力，同时由于在PID控制器中引入了积分项，系统阶跃响应的稳态误差就为零。
用公式2-1，完成的模拟PID控制器的控制表达式为：
1 u?t??kp[e?t??Ti?t0e???d??Tdde?t?] (式dt2-1)
式中，e(t)为系统偏差，；为比例系数；为积分时间常数； 为微分时间常数。
式(2-1)也可以写成：
u?t??kpe?t??ki?e???d??kd0tde?t?
dt(式2-2)
式中，为比例系数；为积分系数，；为微分系数，； 简单说来，PID控制器各校正环节的作用如下：
1.比例环节 及时成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生调节作用，以减少误差。
2.积分环节 主要用于消除静差提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数，越大，积分作用越弱，反之则越强。
3.微分环节 能够反应偏差信号的变化趋势，即偏差信号的变化速率，并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。 2.4.2 数字PID控制算法
在过程控制中，PID控制器(PID调节器)一直是应用最广泛的一种自动控制器。采用计算机作为系统的控制器后，使得PID控制实现起来变得
更为简便。但是计算机控制是一种离散的采样控制，在计算机控制系统中所使用的是数字PID控制器，而式(2-1)和式(2-2)均为模拟PID控制器的控制表达式。通过将模拟PID表达式的积分、微分运算用数值计算方法来逼近，便可实现数字PID控制。是要采样周期足够小，这种逼近也就可以相当精确。
用公式2-3，将微分项和积分项分别写成差分方程为：
(式2-3)
(式2-4)
式中，T为采样周期；k为采样序号，k=0,1,2,?； e(k-1)、e(k)为第(k-1)和第k次采样所得的偏差信号。 将式(2-3)和式(2-4)代入式(2-1)，可得数字PID算式：
?Tu?k??Kp?e?k??Ti??e?j??j?0k?Td?e?k??e?k?1??? (式2-5) T?式中，u(k)为第k时刻的控制输出。 ⒈位置型PID算式
任何瞬间的控制器输出u(t)都对应于执行机构的位置。由式(2-5)可知，数字PID控制器的输出u(k)也和阀位对应，故称式(2-5)为位置型PID算式。
⒉增量型PID算式
计算机实现位置型算式不够方便，因为要累积偏差e(j)，不仅要占用较多的存储单元，而且不便于编程序。
由式(2-5)可以写出第(k-1)时刻的控制量u(k-1)即：
