前馈反馈控制技术

简述前馈控制内容前馈控制（Feedback Control）是一种用于调节平衡，使出现变化的物理数量达到预定值的技术。

这种技术的应用非常广泛，可用于飞行控制，商业控制，汽车控制，工业控制和机器人控制等。

一、原理前馈控制的基本原理是检测系统的当前状态，并根据此信息校正系统的输出以达到目标值。

它关注的是如何有效地利用系统输出（输出量）来改变系统输入（输入量）以实现预定过程，否则就是失控了。

再详细一点，前馈控制是将设计出的控制算法应用到整个控制系统中，以实现系统状态控制，保持控制回路稳定并具有预期的特性。

二、基本结构前馈控制的基本结构可以表示为一个简化的负反馈系统，通常包括输入端，处理部分，以及输出端。

（1）输入端：将外界信号捕获并转化为建模系统可以理解的有效信号传输到系统中去。

（2）处理部分：该部分主要由控制器，反馈，控制策略和信号处理等组成，即对输入的信号进行处理，以实现输出的变化并实现预定的控制目的。

（3）输出端：根据控制信号，激励器产生拖动力，以实现控制目标。

三、类型根据不同的应用领域，前馈控制可以分为离散前馈控制、连续前馈控制等多个类型。

（1）离散前馈控制：离散前馈控制是控制系统的一种特殊形式，其包含离散信号和有限逻辑控制。

其中，离散信号可以通过转变器或采样器来传输，有限逻辑控制模块以指令的形式来实现动态控制。

（2）连续前馈控制：连续前馈控制是一种将应用于实时控制的技术，其目标是立即、可靠地实现实时控制，并使能控制系统在变化的环境条件下进行动态控制。

通常，连续前馈控制使用一种“反馈+前馈”架构，它可以提供完整的动态控制，并保证预期的稳定性和性能。

四、优缺点前馈控制是普遍应用的一种控制技术，它具有其良好的控制性能，调节的响应快，以及完整的解决方案等优点，能够实现实时的控制，为快速变化的环境提供更高的准确性和能力。

但由于控制系统十分复杂，它也存在一定的问题，比如控制器参数容易失效，系统输出响应慢等，这些都会降低控制稳定性或影响控制性能。

前馈反馈控制串级控制的主回路和副回路都是闭环负反馈控制系统。

前馈反馈控制系统的前馈控制是一开环控制，反馈控制是一闭环负反馈控制。

串级是调节被控量使其不偏离给定值，而前馈是专门针对干扰量的，前馈控制一般用在变量无法控制的场合串级控制的副变量和主变量之间一般都有相互干扰因素，这种干扰因素有多大可以简单或者大约量化。

相反，前馈控制变量是不可控的，不仅对调节变量影响大，而且有可能会干扰对主变量的判断，也就是造成假象。

而且，一条前馈路径只能针对一个可测干扰、最常见的过程控制系统有DCS、PLC等，DCS侧重模拟量控制，PLC侧重开关量控制，PLC的开关量控制周期相对DCS来说具有较大优势，能够达到几个毫秒，但是目前2种系统都对自己的弱项进行了强化，因此相互之间差异的越来越小了。

2、反馈控制属于闭环控制，将被控对象的值采集并与设定值进行比较，根据差值来决定控制输出变化，形成闭环。

3、如果在这个差值上叠加可能造成被控对象值变化的另一个对象参数的值与作用系数的乘积，以提前预知被控对象可能的变化趋势并提前做出响应，那么就成了前馈控制。

4、FCS 是现场总线，可以作为DCS系统的现场设备管理层网络，能够通过1根总线连接现场设备，通过专用协议卡接入DCS系统，能够节省大量电缆。

5、串级控制是指由2个PID控制回路组成，分为外环和内环，其中外环的控制输出值作为内环的输入设定值。

前馈反馈控制的原理：前馈控制又称扰动补偿，它与反馈调节原理完全不同，是按照引起被调参数变化的干扰大小进行调节的。

在这种调节系统中要直接测量负载干扰量的变化，当干扰刚刚出现并能被测出时，调节器就能发出调节信号使调节量作相应的变化，使两者在被调量发生偏差之前抵消。

因此，前馈调节对干扰的客服比反馈调节及时。

但是前馈控制是开环控制，其控制效果需要通过反馈加以检验。

前馈控制器在测出扰动之后，按过程的某种物质或能量平衡条件计算出校正值。

如果前馈支路出现扰动，经过流量计测量之后，测量得到干扰的大小，然后在反馈支路通过调整调节阀开度，直接进行补偿。

前馈控制、反馈控制及前馈-反馈控制的对比1、前馈控制属于开环控制,反馈控制属于负反馈的闭环控制一般定值控制系统就是按照测量值与给定值比较得到的偏差进行调节,属于闭环负反馈调节。

其特点就是在被控变量出现偏差后才进行调节;如果干扰已经发生而没有产生偏差,调节器不会进行工作。

因此反馈控制方式的调节作用落后于干扰作用。

前馈调节就是按照干扰作用来进行调节的。

前馈控制将干扰测量出来并直接引入调节装置,对于干扰的克服比反馈控制及时。

现在以换热器控制方案举例,直观阐述前馈控制与反馈控制:前馈控制方案反馈控制方案2、前馈控制系统中测量干扰量,反馈控制系统中测量被控变量在单纯的前馈控制系统中,不测量被控变量,而单纯的反馈控制系统中不测量干扰量。

3、前馈控制需要专用调节器,反馈控制一般采用通用PID调节器反馈调节符合PID调节规律,常用通用PID调节器、DCS等或PLC控制系统实现。

前馈调节使用的调节器就是就是根据被控对象的特点来确定调节规律的前馈调节器。

4、前馈控制只能克服所测量的干扰,反馈控制则可克服所有干扰前馈控制系统中若干扰量不可测量,前馈就不可能加以克服。

而反馈控制系统中,任何干扰,只要它影响到被控变量,都能在一定程度上加以克服。

5、前馈控制理论上可以无差,反馈控制必定有差反馈调节使系统达到动态稳定,让被调参数稳定在给定值附近动态变化,却不能使被调参数稳定在给定值上不动。

前馈调节在理论上可以实现无差调节。

6、前馈控制的局限性A、在生产应用中各种环节的特性就是随负荷变化的,对象动态特性形式多样性难以精确测量,容易造成过补偿或欠补偿。

为了补偿前馈调节的不准确,通常将前馈与反馈控制系统结合起来组成前馈反馈控制系统。

B、工业对象存在多个扰动,若均设置前馈控制器,那设备投资高,工作量大。

C、很多前馈补偿结果在现有技术条件下没有检测手段。

D、前馈控制受到前馈控制模型精度限制。

E、前馈控制算法,往往做近似处理。

前馈控制选用原则1、系统中存在频率高、幅度大、可测量而不可控的扰动时,可选用前馈控制。

反馈控制与前馈控制在控制工程领域，反馈控制和前馈控制是两种常见的控制策略。

它们在不同的系统中发挥着关键作用，具有各自的优点和适用范围。

本文将探讨反馈控制和前馈控制的基本原理、特点和应用。

一、反馈控制的基本原理和特点反馈控制是一种通过监测系统输出并与期望输出进行比较，然后根据比较结果对系统进行调整的控制方法。

其基本思想是不断地纠正系统输出与期望输出之间的误差，以保持系统稳定和精确。

反馈控制的基本原理可以用闭环系统来描述，其中包括传感器、比较器、控制器和执行器等组件。

具体而言，在闭环系统中，传感器用于监测系统的输出，并将输出信号传递给比较器。

比较器将系统的输出信号与期望输出进行比较，并生成误差信号。

控制器将误差信号与系统的参考模型进行比较，并根据比较结果生成控制信号。

最后，执行器接收控制信号，并对系统进行调整，以使输出尽可能接近期望输出。

反馈控制具有以下特点：1. 稳定性：通过反馈迭代调整，反馈控制可以使系统保持稳定，抵抗外界干扰。

2. 自适应性：反馈控制可以根据系统输出的实时变化情况来调整控制信号，以适应不同的工作条件。

3. 鲁棒性：反馈控制对于系统内部参数变化或外界扰动具有一定的鲁棒性，能够保持较好的控制效果。

4. 相对简单：相比于前馈控制，反馈控制的设计和实现相对简单，适用于许多实际系统。

二、前馈控制的基本原理和特点前馈控制是一种基于系统输入与期望输出之间的关系，预先对系统进行控制信号的加法和乘法计算，从而直接实现期望输出。

其基本思想是通过提前预测系统的行为来控制系统，而无需依赖系统的实际输出。

前馈控制的基本原理可以用开环系统来描述，其中包括发生器、执行器和系统模型等组件。

具体而言，在开环系统中，发生器生成预先计算好的控制信号，并将其传递给执行器。

执行器根据控制信号执行相应的操作，并将结果输入到系统模型中。

系统模型对输入进行运算，并生成系统的输出。

通过预先计算好的控制信号，系统的输出可以直接达到期望输出。

前馈控制、反馈控制及前馈-反馈控制的对比1、前馈控制属于开环控制，反馈控制属于负反馈的闭环控制一般定值控制系统是按照测量值与给定值比较得到的偏差进行调节，属于闭环负反馈调节。

其特点是在被控变量出现偏差后才进行调节；如果干扰已经发生而没有产生偏差，调节器不会进行工作。

因此反馈控制方式的调节作用落后于干扰作用。

前馈调节是按照干扰作用来进行调节的。

前馈控制将干扰测量出来并直接引入调节装置，对于干扰的克服比反馈控制及时。

现在以换热器控制方案举例，直观阐述前馈控制和反馈控制：前馈控制方案反馈控制方案2、前馈控制系统中测量干扰量，反馈控制系统中测量被控变量在单纯的前馈控制系统中，不测量被控变量，而单纯的反馈控制系统中不测量干扰量。

3、前馈控制需要专用调节器，反馈控制一般采用通用PID调节器反馈调节符合PID调节规律,常用通用PID调节器、DCS等或PLC控制系统实现。

前馈调节使用的调节器是是根据被控对象的特点来确定调节规律的前馈调节器。

4、前馈控制只能克服所测量的干扰，反馈控制则可克服所有干扰前馈控制系统中若干扰量不可测量，前馈就不可能加以克服。

而反馈控制系统中，任何干扰，只要它影响到被控变量，都能在一定程度上加以克服。

5、前馈控制理论上可以无差，反馈控制必定有差反馈调节使系统达到动态稳定，让被调参数稳定在给定值附近动态变化，却不能使被调参数稳定在给定值上不动。

前馈调节在理论上可以实现无差调节。

6、前馈控制的局限性A、在生产应用中各种环节的特性是随负荷变化的，对象动态特性形式多样性难以精确测量，容易造成过补偿或欠补偿。

为了补偿前馈调节的不准确，通常将前馈和反馈控制系统结合起来组成前馈反馈控制系统。

B、工业对象存在多个扰动，若均设置前馈控制器，那设备投资高，工作量大。

C、很多前馈补偿结果在现有技术条件下没有检测手段。

D、前馈控制受到前馈控制模型精度限制。

E、前馈控制算法，往往做近似处理。

前馈控制选用原则1、系统中存在频率高、幅度大、可测量而不可控的扰动时，可选用前馈控制。

说明前馈控制与反馈控制各自的优缺点前馈控制与反馈控制是控制系统中常用的两种控制方法。

它们各自具有一些优点和缺点，本文将对这两种控制方法进行详细说明。

一、前馈控制的优点：1. 响应速度快：前馈控制是根据预测模型进行控制，可以提前预测系统的变化趋势，因此能够快速响应外部干扰或参考信号的变化。

2. 稳定性好：前馈控制可以有效抑制系统的不稳定因素，提高系统的稳定性。

通过提前补偿干扰或参考信号，可以减小系统的误差，使系统更加稳定。

3. 控制精度高：前馈控制可以根据预测模型精确地计算出控制信号，避免了传统反馈控制中由于传递函数等原因引起的误差积累，从而提高了控制精度。

4. 抗干扰能力强：前馈控制可以提前补偿系统的干扰，减小干扰对系统的影响，从而提高系统的抗干扰能力。

二、前馈控制的缺点：1. 对系统模型的要求高：前馈控制需要准确的系统模型作为基础，如果系统模型存在误差或不准确，将会导致控制效果下降甚至失效。

2. 对干扰的预测能力有限：前馈控制是根据预测模型进行控制，对于无法准确预测的干扰或非线性因素，前馈控制的效果会受到限制。

3. 对系统参数的变化敏感：前馈控制的控制策略是基于系统模型的，一旦系统参数发生变化，需要重新设计前馈补偿器，对于参数变化频繁或不确定的系统，前馈控制的应用会受到限制。

三、反馈控制的优点：1. 对系统模型的要求低：反馈控制是根据系统的实际输出进行控制，不需要准确的系统模型作为基础，因此适用范围更广。

2. 适应性强：反馈控制可以根据系统的实际输出进行调整，能够适应系统参数变化和干扰的影响，具有较好的适应性和鲁棒性。

3. 控制效果稳定：反馈控制能够通过不断调整控制器的参数，使系统的输出逐渐趋近于参考信号，从而实现稳定的控制效果。

4. 易于实现和调试：反馈控制不需要准确的系统模型和预测算法，通常可以通过实验和试错的方式进行参数调试，具有较好的实用性和可操作性。

四、反馈控制的缺点：1. 响应速度较慢：反馈控制依赖于系统的实际输出，需要等待系统的响应，因此相对于前馈控制而言，响应速度较慢。

前馈控制与反馈控制前馈控制前馈控制是在前苏联学者所倡导的不变性原理的基础上发展⽽成的。

20世纪50年代以后，在⼯程上，前馈控制系统逐渐得到了⼴泛的应⽤。

前馈控制系统是根据扰动或给定值的变化按补偿原理来⼯作的控制系统，其特点是当扰动产⽣后，被控变量还未变化以前，根据扰动作⽤的⼤⼩进⾏控制，以补偿扰动作⽤对被控变量的影响。

前馈控制系统运⽤得当，可以使被控变量的扰动消灭在萌芽之中，使被控变量不会因扰动作⽤或给定值变化⽽产⽣偏差，它较之反馈控制能更加及时地进⾏控制，并且不受系统滞后的影响。

单纯的前馈控制是开环的，是按扰动进⾏补偿的，因此根据⼀种扰动设置的前馈控制就只能克服这⼀扰动对被控变量的影响，⽽对于其他扰动对被控变量的影响，由于这个前馈控制器⽆法感受到，也就⽆能为⼒了。

所以在实际⼯业过程中单独使⽤前馈控制很难达到⼯艺要求，因此为了克服其他扰动对被控变量的影响，就必须将前馈控制和反馈控制结合起来，构成前馈反馈控制系统。

前馈反馈控制系统有两种结构形式，⼀种是前馈控制作⽤与反馈控制作⽤相乘；另⼀种是前馈控制作⽤与反馈控制作⽤相加，这是前馈反馈控制系统中最典型的结构形式。

采⽤前馈控制系统的条件是：1、扰动可测但是不可控。

2、变化频繁且变化幅度⼤的扰动。

3、扰动对被控变量的影响显著，反馈控制难以及时克服，且过程控制精度要求⼜⼗分严格的情况。

反馈控制反馈控制是指在某⼀⾏动和任务完成之后，将实际结果进⾏⽐较，从⽽对下⼀步⾏动的进⾏产⽣影响，起到控制的作⽤。

其特点是：对计划决策在实施过程中的每⼀步骤所引起的客观效果，能够及时做出反应，并据此调整、修改下⼀步的实施⽅案，使计划决策的实施与原计划本⾝在动态中达到协调。

当然，反馈控制主要是对后果的反馈，⽽已铸成的事实是难以改变，且⽤新计划代替旧计划、⽤新决策代替原有决策有⼀个过程需要⼀定的时间，由于系统不能适应情况的变化，将会给⼯作带来不必要的损失。

这就是反馈控制不及预先控制之处。

前馈控制和反馈控制standalone； self-contained； independent； self-governed；autocephalous； indie； absolute； unattached； substantive前馈控制、反馈控制及前馈-反馈控制的对比1、前馈控制属于开环控制，反馈控制属于负反馈的闭环控制一般定值控制系统是按照测量值与给定值比较得到的偏差进行调节，属于闭环负反馈调节。

其特点是在被控变量出现偏差后才进行调节；如果干扰已经发生而没有产生偏差，调节器不会进行工作。

因此反馈控制方式的调节作用落后于干扰作用。

前馈调节是按照干扰作用来进行调节的。

前馈控制将干扰测量出来并直接引入调节装置，对于干扰的克服比反馈控制及时。

现在以换热器控制方案举例，直观阐述前馈控制和反馈控制：前馈控制方案反馈控制方案2、前馈控制系统中测量干扰量，反馈控制系统中测量被控变量在单纯的前馈控制系统中，不测量被控变量，而单纯的反馈控制系统中不测量干扰量。

3、前馈控制需要专用调节器，反馈控制一般采用通用PID调节器反馈调节符合PID调节规律,常用通用PID调节器、DCS等或PLC控制系统实现。

前馈调节使用的调节器是是根据被控对象的特点来确定调节规律的前馈调节器。

4、前馈控制只能克服所测量的干扰，反馈控制则可克服所有干扰前馈控制系统中若干扰量不可测量，前馈就不可能加以克服。

而反馈控制系统中，任何干扰，只要它影响到被控变量，都能在一定程度上加以克服。

5、前馈控制理论上可以无差，反馈控制必定有差反馈调节使系统达到动态稳定，让被调参数稳定在给定值附近动态变化，却不能使被调参数稳定在给定值上不动。

前馈调节在理论上可以实现无差调节。

6、前馈控制的局限性A、在生产应用中各种环节的特性是随负荷变化的，对象动态特性形式多样性难以精确测量，容易造成过补偿或欠补偿。

为了补偿前馈调节的不准确，通常将前馈和反馈控制系统结合起来组成前馈反馈控制系统。

控制系统的反馈与前馈控制技术控制系统是现代工程中不可或缺的一部分，它可以用来控制各种各样的系统，从机械装置到电子设备。

控制系统的设计和实现涉及多种技术和方法。

其中，反馈与前馈控制技术是两种常用的控制策略，它们对于提高系统的稳定性和性能至关重要。

本文将介绍控制系统的反馈和前馈控制技术，以及它们的应用和优势。

一、反馈控制技术反馈控制技术是一种通过测量系统输出并与期望输出进行比较，然后对系统进行调整的控制策略。

反馈控制系统通常包括传感器、控制器和执行器。

传感器用于测量系统的输出，控制器根据输出和期望输出之间的差异来指导执行器的行为。

反馈控制技术的基本原理是根据系统的实际运行情况进行实时调整，以达到期望的控制效果。

反馈控制技术具有许多优势。

首先，它可以对系统的不确定性和外部干扰做出快速响应，并自动调整系统以适应环境变化。

其次，反馈控制技术可以提高系统的稳定性和鲁棒性，减少系统运行过程中的波动和振荡。

最后，反馈控制技术还可以实现对系统输出的精确控制，使系统在不同的工作条件下始终保持期望的性能。

二、前馈控制技术前馈控制技术是一种根据系统输入的参考信号预测系统输出，并根据预测结果进行控制的策略。

前馈控制系统通常包括传感器、预测器和执行器。

传感器用于测量输入信号和系统输出，预测器根据输入信号的特征和系统的数学模型来预测系统输出的未来变化，执行器根据预测结果来调整系统的控制策略。

前馈控制技术的主要优势在于它可以通过提前预测和调整系统来消除输入信号对系统性能的影响。

这种技术可以在系统遇到外部扰动或变化时快速响应，从而提高控制系统的性能。

此外，前馈控制技术还可以减少系统运行过程中的误差和稳态偏差，使系统更加可靠和精确。

三、反馈与前馈控制技术的综合应用在实际控制系统中，反馈与前馈控制技术通常会综合应用，以充分发挥各自的优势。

综合应用反馈与前馈控制技术可以实现更加精确和稳定的控制效果，提高系统的性能和鲁棒性。

在一些高精度、高稳定性要求的系统中，反馈控制技术可以提供及时的误差修正，使系统能够在快速变化的工作环境中保持稳定。

前馈控制、反馈控制及前馈-反馈控制的对比1、前馈控制属于开环控制，反馈控制属于负反馈的闭环控制一般定值控制系统是按照测量值与给定值比较得到的偏差进行调节，属于闭环负反馈调节。

其特点是在被控变量出现偏差后才进行调节；如果干扰已经发生而没有产生偏差，调节器不会进行工作。

因此反馈控制方式的调节作用落后于干扰作用。

前馈调节是按照干扰作用来进行调节的。

前馈控制将干扰测量出来并直接引入调节装置，对于干扰的克服比反馈控制及时。

现在以换热器控制方案举例，直观阐述前馈控制和反馈控制：前馈控制方案反馈控制方案2、前馈控制系统中测量干扰量，反馈控制系统中测量被控变量在单纯的前馈控制系统中，不测量被控变量，而单纯的反馈控制系统中不测量干扰量。

3、前馈控制需要专用调节器，反馈控制一般采用通用PID调节器反馈调节符合PID调节规律,常用通用PID调节器、DCS等或PLC控制系统实现。

前馈调节使用的调节器是是根据被控对象的特点来确定调节规律的前馈调节器。

4、前馈控制只能克服所测量的干扰，反馈控制则可克服所有干扰前馈控制系统中若干扰量不可测量，前馈就不可能加以克服。

而反馈控制系统中，任何干扰，只要它影响到被控变量，都能在一定程度上加以克服。

5、前馈控制理论上可以无差，反馈控制必定有差反馈调节使系统达到动态稳定，让被调参数稳定在给定值附近动态变化，却不能使被调参数稳定在给定值上不动。

前馈调节在理论上可以实现无差调节。

6、前馈控制的局限性A、在生产应用中各种环节的特性是随负荷变化的，对象动态特性形式多样性难以精确测量，容易造成过补偿或欠补偿。

为了补偿前馈调节的不准确，通常将前馈和反馈控制系统结合起来组成前馈反馈控制系统。

B、工业对象存在多个扰动，若均设置前馈控制器，那设备投资高，工作量大。

C、很多前馈补偿结果在现有技术条件下没有检测手段。

D、前馈控制受到前馈控制模型精度限制。

E、前馈控制算法，往往做近似处理。

前馈控制选用原则1、系统中存在频率高、幅度大、可测量而不可控的扰动时，可选用前馈控制。

说明前馈控制与反馈控制各自的优缺点前馈控制与反馈控制是控制系统中两种常见的控制策略。

它们各自具有优点和缺点，下面将对这两种控制策略进行详细说明。

我们来讨论前馈控制。

前馈控制是一种通过预测和补偿系统的输入来实现对系统输出的控制的方法。

在前馈控制中，控制系统通过测量输入信号的变化，并通过数学模型预测系统输出的变化，从而提前采取相应的控制措施。

这种方法的优点主要体现在以下几个方面。

前馈控制能够快速响应系统输入的变化。

由于前馈控制是提前对系统输入进行预测和补偿，因此可以在输入信号发生变化之前就采取相应的控制动作，从而能够快速调整系统的输出。

这使得前馈控制在需要快速响应的应用中非常有优势，比如飞行器的姿态控制。

前馈控制能够减小系统的误差。

通过提前预测系统输出的变化，前馈控制可以在系统输出发生偏差之前就进行补偿，从而减小系统的误差。

这对于一些对准确性要求较高的应用非常重要，比如机器人的精确定位和轨迹跟踪。

然而，前馈控制也存在一些缺点。

首先，前馈控制需要准确的数学模型。

由于前馈控制是通过数学模型来预测系统输出的变化，因此需要准确地建立系统的数学模型。

这对于一些复杂的系统来说是非常困难的，因为系统的数学模型可能会受到各种因素的影响而产生误差。

前馈控制对系统的不确定性和扰动不敏感。

由于前馈控制是根据预测的输入信号来进行控制的，因此对于系统的不确定性和扰动不敏感。

这意味着前馈控制无法适应系统的实际变化情况，可能会导致控制效果不理想。

接下来，我们来讨论反馈控制。

反馈控制是一种通过测量系统输出并与期望输出进行比较，然后根据比较结果来调整系统输入的控制方法。

反馈控制的优点主要体现在以下几个方面。

反馈控制能够适应系统的实际变化情况。

通过不断测量系统的输出并与期望输出进行比较，反馈控制可以及时调整系统的输入，以适应系统的实际变化情况。

这使得反馈控制在应对系统的不确定性和扰动时非常有效。

反馈控制对系统的不确定性和扰动具有较强的鲁棒性。

一．前馈控制原理前面讨论的所有控制系统，都属于反馈控制系统，无论其系统结构如何，它们的调节回路的基本工作原理都是一样的。

下面要介绍的前馈控制系统则有着截然不同的控制思想。

前馈控制思想及应用由来已久，但主要是由于技术条件的限制，发展较慢。

随着计算机和现代检测技术的飞速发展，前馈控制正受到更多的重视和应用。

在反馈控制系统中，都是把被控变量测量出来，并与给定值相比较；而在前馈控制系统中，不测量被控变量，而是测量干扰变量，也不与被控变量的给定值进行比较。

这是前馈与反馈的主要区别。

为了系统地说明前馈控制思想，同时也为了在比较中进一步加深对反馈控制思想的理解，画出图8-31进行比较分析。

（a）反馈控制（b）前馈控制图8－31 两种加热炉温度控制系统图8-31中的（a）是反馈控制，（b）是前馈控制。

在前馈控制中，测量需要被加热的原油的流量，流量偏大就增加燃料量，原油流量偏小就减少燃料量，以达到稳定原油出口温度的目的。

从动态过程分析，当原油流量增大时，一段时间后，出口温度会下降。

但前馈测量出原油流量的增加量，迅速增加燃料量。

如果燃料增加的量和时机都很好，有可能在炉膛中将干扰克服，几乎不影响原油出口温度。

如果该加热炉只存在原油流量这一个干扰，那么理论上讲，前馈控制可以把原油出口温度控制得很精确，甚至被控变量一点也不波动。

这就是前馈控制思想，也是前馈控制的生命力所在。

二．前馈控制与反馈控制的比较通常认为，前馈控制有如下几个特点：（l）是“开环”控制系统；（2）对所测干扰反应快，控制及时；（3）采用专用调节器；（4）只能克服系统中所能测量的干扰。

下面从几个方面比较前馈控制与反馈控制。

画出图8-31两个控制系统的方块图如图8-32所示。

（a）反馈控制（b）前馈控制图8-32 两种加热炉温度控制系统方块图l．前馈是“开环”，反馈是“闭环”控制系统从图8-32可以看到，表面上，两种控制系统都形成了环路，但反馈控制系统中，在环路上的任一点，沿信号线方向前行，可以回到出发点形成闭合环路，成为“闭环”控制系统。

第13讲前馈--反馈控制系统分析一、前馈——反馈复合控制系统1 前馈——反馈复合控制系统的基本概念前馈——反馈复合控制系统：系统中既有针对主要扰动信号进行补偿的前馈控制，又存在对被调量采用反馈控制以克服其它的扰动信号，这样的控制系统就是前馈——反馈复合控制系统。

2 概念的理解：(1) 复合控制是指系统中存在两种不同的控制方式，即前馈控制和反馈控制；(2) 前馈控制的作用是对主要的扰动信号进行完全补偿，可以针对主要的扰动信号，设计相应的前馈控制器；(3) 引入反馈控制，是为了使系统能克服所有扰动信号对被调量产生的影响；因为除了已知的主要的扰动信号以外，系统中还存在其它的扰动信号，这些扰动信号对被调量的影响比较小，有的是我们能够考虑到的，有的我们根本就考虑不到或无法测量，都通过反馈控制加以克服；(4) 系统中需要测量的信号既有被调量，又有扰动信号；3 前馈——反馈复合控制系统实例分析混合水温的前馈——反馈复合控制系统（如图3－12所示）。

热水调节阀冷水调节阀混合水温θ图3－12 混和水温复合控制示意图流量测量变送器前馈控制器温度测量变送器调节器执行器4前馈——反馈复合控制系统的组成前馈——反馈复合控制系统主要由以下环节构成：(1) 扰动信号测量变送器：对扰动信号进行测量并转换成统一的电信号； (2) 被调量测量变送器：对被调量进行测量并转换成统一的电信号； (3) 前馈控制器：对扰动信号进行完全补偿； (4) 调节器：反馈控制调节器，对被调量进行调节； (5) 执行器和调节机构(6) 扰动通道对象：扰动信号通过该通道对被调量产生影响；(7) 控制通道对象：调节量通过该通道对被调量进行调节；前馈——反馈复合控制系统的原理方框图如图3－13所示。

C++ 图3－13 前馈反馈复合控制系统原理图Z++-R +W D (s)W B (s)K z K fW ob (s)K mW r (s)K m为便于分析，通常可将前馈——反馈复合控制系统原理图进行简化，如图3－14所示。

科学名词-反馈控制与前馈控制管理控制的基本过程，实质上同物理、生物和社会系统中的控制相同。

控制论奠基人维纳指出，一切类型的控制系统，都是用揭露在目标实现过程中的错误和采取纠正措施的信息反馈来控制自己的。

换言之，各种系统都是用自身的某些能量来在成效和标准之间进行反馈，从而比较所得的信息。

反馈控制就是根据最终结果产生的偏差来指导将来的行动。

反馈控制的基本过程为：以预期业绩为标准-→衡量实际业绩-→将实际业绩与标准相比较-→确定偏差-→分析造成偏差的原因-→确定纠正方案-→贯彻纠正措施。

可见，反馈控制是保证计划不出偏差，得以顺利实施的必要环节。

在管理系统中具有极其重要的地位。

反馈信息是管理者对客观实际情况变化（结果）作出正确反应的重要依据。

管理成功与否，关键就在于是否具有灵敏、准确、迅速的反馈。

但是，仅有反馈控制还远远不够。

在管理工作中，时间延迟是常见的。

例如，11月份的会计报表所报告的是10月份的亏损情况，而这一亏损又可能是7月份发生的某些事情所造成的。

而且，收到反馈信息后，要分析偏差的原因，选择校正方案，再贯彻校正措施，又要经历较长的延迟。

所以，用反馈控制常常会失运河宝贵的时机，使控制失效。

要改变这种局面，就要使用另一种控制方法--前馈控制。

前馈控制是面向未来的控制，意在防患于未然。

它与反馈控制的主要区别如图 15-4所示。

由图可知，前馈系统虽然也是通过信息反馈来实施控制，但这种信息反馈是在投入一端，在投入未受影响前就加以纠正，因而具有较好的及时性。

就好比人们骑自行车爬坡，为了保证上坡时速度不致慢下来，在看到坡以后，还未开始上坡之前，人们就会提前加速，使上坡过程顺利。

前馈控制采用的普遍方式，是利用所能得到的最新信息，进行认真、反复的预测，把计划所要达到的目标同预测相比较，并采取措施修改计划，以使预测与计划目标相吻合。

目前运用的比较先进的前馈控制技术之一是计划评审法，或称网络分析法。

它可以预先知道哪些工序的延时会影响到整个工期，在何时会出现何种资源需求高峰，从而采取有效的预防措施与行之有效的管理办法。