过程控制 第4章 前馈控制系统.ppt

过程控制_第4章_前馈控制系统 前馈控制系统设计
第三章 单回路控制系统设计
串级控制系统设计
都是负反馈，当扰动发生,通过检测扰动引起的输出偏差进行调节。所以负反馈进行扰动调节时，输出必然有波动。
有没有这样一种控制，当干扰一出现，在其影响输出之前，就进行抑制，从而对输出没有影响？
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此控制具有以下特征：
在扰动影响输出前进行调节。
直接测量扰动大小，通过调节，实现对扰动的完全补偿，从而实现消除扰动对输出的影响。
前馈控制就是测量扰动，补偿扰动的控制
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1 前馈控制的基本概念
前馈控制是相对于反馈控制而言的。
1、反馈控制：
Feedback control
简称FBC
反馈控制在被控参数偏离给定值后，依据偏差，控制器发出控制指令，补偿扰动对被控参数的影响
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反馈控制特点：
当干扰已经发生，但是被控参数尚未变化， 偏差=0，则控制器不产生调节作用。
例如：
闭环中的干扰：冷流体流量波动
干扰
设定
测量变送
反馈控制器
执行器
被控变量
对象
偏差
——基于偏差的控制
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反馈控制总要滞后扰动，是一种不及时的控制。
反馈控制是闭环控制，存在稳定性问题。
对闭环回路中扰动都有调节作用。
调节器一般采用P、I、D控制规律，具有通用性。
干扰
设定
测量变送
反馈控制器
执行器
被控变量
对象
偏差
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2、前馈控制
Feedforward control 简称FFC
当扰动一旦出现，调节器就根据扰动的大小和性质进行控制，补偿扰动对系统的影响，使被控参数不变。
例如：
闭环中的干扰：冷流体流量波动—突然增加
这种直接根据造成偏差
原因--扰动进行的控制
称为前馈控制
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前馈控制：
当冷流体流量增加 N 时，其对
输出温度影响假如为Y1，当
其一产生，即改变蒸汽流量 Fs ，
使得蒸汽 Fs 对输出温度影响为
-Y1，那么输出温度就不会变化。
通过设计前馈调节器，使得调节器改变的量刚好补偿干扰对对象的影响。
对象
干扰
前馈调节器
执行器
被控变量
测量变送器
干扰通道
Y1
-Y1
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前馈控制 特点：
①前馈控制器是“测量扰动，消除扰动对被控量的影响”。前馈调节器又称为“扰动补偿器”。
②扰动发生，前馈控制器动作及时，对抑制由于扰动引起的动、静态偏差比较快速有效。
③前馈控制属开环控制，只要系统中各环节稳定，控制系统必定稳定。
对象
干扰
前馈控制器
执行器
被控变量
测量变送器
干扰通道
Y1
-Y1
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④只对被测量的可测而不可控的扰动有校正作用，而对系统中的其他扰动无校正作用。
即前馈控制具有指定性补偿的局限性。
⑤前馈控制器的控制规律，取决于被控对象的特性，因此，有时控制规律比较复杂。
对象
干扰
前馈控制器
执行器
被控变量
测量变送器
干扰通道
Y1
-Y1
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前馈控制与反馈控制比较
干扰
设定
测量变送
反馈控制器
执行器
被控变量
对象
偏差
对象
干扰
前馈控制器
执行器
被控变量
测量变送器
干扰通道
Y1
-Y1
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