第五章_前馈控制系统.ppt

前馈-串级控制系统 5.2.3 GPD(s) Gff(s) GC(s) GPC(s) GC2(s) GP2(s) F θ1i θ1 － － 前馈控制系统 5.1 前馈控制系统的特点 5.2 前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3 前馈控制规律的实施 5.4 前馈控制系统的应用 5.5 前馈控制系统的参数整定 5.6 多变量前馈控制 实验：前馈控制系统实验 第5章 5.3 前馈控制系统的实施 工业应用希望控制规律能具有一定的通用性，便于控制实施（特别是仪表） 前馈控制规律取决于对象干扰通道和控制通道的 传递函数 工业对象特性复杂，导致前馈控制规律种类繁多， 不利于实施 5.3 前馈控制系统的实施 一般的工业对象可以用一阶容量滞后加纯滞后环节近似,如： -K +K +Σ + - +Σ 输入 输出 5.3 前馈控制系统的实施 Kf － Σ K 1/(T2s+1) 输入 + + K=T1/T2-1 输出 图5-12 （T1s+1）/（T2s+1）实施框图 α=T1/T2 α＞1 α＜l （输出） mf T1 T2 超前特性 T1 T2 滞后特性 T1 =T2 比例特性 扰动变量的选择： 前馈控制是按扰动控制的，因此，扰动必须可测 如果扰动易控，可直接采用反馈控制系统来控制； 前馈控制针对单一扰动控制，因此，扰动应是主要扰动。 为克服其他扰动，通常采用前馈-反馈控制系统。 主要扰动无法落在串级控制的副环时，用前馈-反馈，可得到更好的控制效果。 前馈控制系统 5.1 前馈控制系统的特点 5.2 前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3 前馈控制规律的实施 5.4 前馈控制系统的应用 5.5 前馈控制系统的参数整定 5.6 多变量前馈控制 实验：前馈控制系统实验 第5章 过程控制系统及工程 第5章 前馈控制系统 前馈控制系统 5.1 前馈控制系统的特点 5.2 前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3 前馈控制规律的实施 5.4 前馈控制系统的应用 5.5 前馈控制系统的参数整定 5.6 多变量前馈控制 实验：前馈控制系统实验 第5章 5.1 前馈控制系统的特点 用加热载体的流量控制被加热流体的温度-----〉滞后控制 前馈控制-------按干扰进行控制的开环控制方式 (a) 反馈控制方案 FBC 例子： 换热器温度控制 TC F Fs θ1 按干扰量的变化来提前补偿其对被控变量的影响---〉超前控制 换热器进料量为出口温度的主要干扰量，可通过流量测量， 通过前馈装置，控制阀门，即用蒸汽变化补偿由于进料流 量变化对出口温度的影响。 （b）前馈控制方案FFC 5.1 前馈控制系统的特点 Gff F Fs θ1 5.1 前馈控制系统的特点 θ1 t F 前馈控制系统的补偿过程 5.1 前馈控制系统的特点 前馈控制系统的特点 （1）按干扰作用的大小进行控制——提前，控制及时 ? 控制的依据 检测的信号 控制作用的 发生时间 反馈控制 前馈控制 被控变量的偏差 干扰量的大小 被控变量 干扰量 偏差出现后 偏差出现前 5.1 前馈控制系统的特点 （2） 前馈控制属于开环控制 GPD(s) GPC(s) Gff(s) θ1 F 图5-3 系统方块图 开环控制，控制效果不能通过反馈验证，因此对控制器设计 的要求比较严格 对象 不象反馈控制通用PID算法，前馈控制算法依对象不同而不同。前馈控制器设计依据“扰动补偿理论” 5.1 前馈控制系统的特点 （3） 是一种根据对象特性设计的“专用”控制器 GPD(s) GPC(s) Gff(s) θ1 F 5.1 前馈控制系统的特点 （4） 一种前馈作用只能克服一种干扰 缺点 前馈控制系统 5.1 前馈控制系统的特点 5.2 前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3 前馈控制规律的实施 5.4 前馈控制系统的应用 5.5 前馈控制系统的参数整定 5.6 多变量前馈控制 实验：前馈控制系统实验 第5章 5.2 前馈控制系统的几种主要结构形式 单纯的前馈控制系统 5.2.1 ● 动态前馈控制 实现动态干扰补偿 ● 静态前馈控制 实现稳定工况下的干扰补偿（要求没有动态那么高） 单纯的前馈控制系统 5.2.1 图5-4 锅炉汽包三冲量控制 Σ FC LC 蒸汽量 D 液位 L 流量 F 静态前馈控制系统 例子1： 给水 蒸汽 单纯的前馈控制系统 5.2.1 对于较为简单的对象，