当前位置：文档之家 › 工业过程控制工程前馈及比值控制.ppt

工业过程控制工程前馈及比值控制.ppt

  • 格式：ppt
  • 大小：2.56 MB
  • 文档页数：144

下载文档原格式

  / 144

合集下载

第4章(比值、均匀、前馈)过程控制课件

第4章(比值、均匀、前馈)过程控制课件
Q0
Q
0
t
第二种情况, 第二种情况 控制器的K c 很小 即控制作用很弱 当干 很小, 即控制作用很弱, 扰使液位大幅波动时, 阀门开度基本不变, 则流量的波 扰使液位大幅波动时 阀门开度基本不变 动就很小. 如下左图所示. 第三种情况, 动就很小 如下左图所示 第三种情况 控制器的 K c H Q H Q H 取值适当, 使 取值适当 H H0 H0 控制作用较为 Q0 Q0 Q Q 温和, 温和 在干扰
(三)双冲量均匀方案 三 双冲量均匀方案 “冲量”的原义是短暂作用的信号或参数 在此引 冲量” 冲量 的原义是短暂作用的信号或参数, 申 为连续的信号或参数. 为连续的信号或参数 双冲量均匀控制系统的结构见下 图. 与串级均匀控制相比 前者用一个加法器取代主控 与串级均匀控制相比, 制器, 制器 是以液位和流量的测量信号经加法器后 甲塔 作为系统的被控变量. IO QS 作为系统的被控变量 现假定采 IH ∑ QC 用电动仪表构成系统 阀门为气 用电动仪表构成系统, I S IQ 开式, 流量控制器选正作用. 开式 流量控制器选正作用 加 h 法器在稳定状态下的输出为: 法器在稳定状态下的输出为
下图表示两个串联的精馏塔独立设置控制系统. 两个独立 下图表示两个串联的精馏塔独立设置控制系统. 两个独立 运行的单回路液位控制系统 乙塔 甲塔 和流量控制系统工作时是相 QC LC 互矛盾的. 为解决矛盾, 可 互矛盾的 为解决矛盾 在两塔之间增设中间缓冲容 器来克服, 器来克服 但这增加了投资 且对于某些生产连续性很强 的过程又不允许中间储存的时间过长, 的过程又不允许中间储存的时间过长 因 此还需从自动化方案的设计上寻求解决的 甲塔 方法. 均匀控制就是一种解决方案. 方法 均匀控制就是一种解决方案 均匀 LC 控制系统把液位﹑ H 控制系统把液位﹑流量统一在一个控制系 统中, 如左图所示. 所谓均匀控制系统是 统中 如左图所示 所谓均匀控制系统是 指两个工艺参数在规定范围内能缓慢地﹑ 指两个工艺参数在规定范围内能缓慢地﹑ 均匀地变化 Q 均匀地变化, 使前后设备在物料供求 上相互兼顾﹑均匀协调的系统. 上相互兼顾﹑均匀协调的系统

(工业过程控制)7.比值控制

(工业过程控制)7.比值控制
安全保护
为防止异常情况对系统造成损害，需 设计安全保护措施，如联锁、紧急停 车等。
控制参数的整定
确定控制参数
根据控制目标和工艺要求，确定合适的控制参数，如比例系 数、积分时间等。
整定控制参数
通过实验或仿真，调整控制参数，以达到最佳的控制效果。
05
比值控制系统的调试与优化
系统调试
硬件设备检查
确保所有硬件设备如传感器、执行器、控制 器等都已正确安装并正常工作。
03
程的稳定和排放达标。
比值控制的重要性和优势
提高产品质量和产量
通过精确控制物料比例，可以 稳定生产过程，提高产品质量
和产量。
节能降耗
合理地控制物料比例可以降低 能耗和物耗，提高生产效率和 经济性。
减少环境污染
通过精确控制反应过程，可以 减少副反应和废弃物的产生， 降低对环境的污染。
提高生产安全
比值控制可以减少人工操作和 人为误差，降低生产事故的风
参数整定
根据实际工艺需求，对控制器参数进行整定， 以获得最佳的控制效果。
软件配置
根据比值控制需求，对控制软件进行配置， 包括输入输出信号、控制算法等。
模拟测试
在调试过程中，通过模拟测试来验证比值控 制系统的功能和性能。
系统优化
01
控制策略优化
对比值控制算法进行优化，以提高 系统的响应速度和稳定性。
求进行。
调节阀的安装位置和方式应合理 选择，以保证调节的准确性和可
靠性。
03
比值控制策略
固定比值控制
总结词
固定比值控制是一种简单的比值控制策略，通过设定固定的比例来控制两个或多 个输入流之间的输出比例。
详细描述
固定比值控制通常用于工业过程中需要保持恒定比例的场合，例如气体混合、液 体配料等。通过设定固定的比例系数，可以确保输入流之间的输出比例保持不变 。这种控制方法简单易行，但缺乏灵活性，无法应对输入流变化的情况。

第五章前馈控制系统ppt课件

第五章前馈控制系统ppt课件

第5章
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
5.4 前馈控制系统的应用
什么情况下采用前馈控制：
（1）对象滞后较大，反馈难以满足要求，可把主要干 扰进行前馈控制
G(s) K es Ts 1
T1s 1 T2s 1
1 T2s 1
e f s
1
1 2
f
s
1
1 2
f
s
-K
输入
+Σ
+K
1
+
1 2
f
s
1
+Σ
-
输出
5.3 前馈控制系统的实施
输入
K=T1/T2-1
Kf
K
1/(T2s+1)
+
输出 －Σ
+
图5-12 （T1s+1）/（T2s+1）实施框图
t
mf
mf (t) K f [1 ( 1)e ]T1 （输出）
实验：前馈控制系统实验
5.3 前馈控制系统的实施
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
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）
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：
同样对于上述换热器FFC-FBC系统，如果蒸汽流量不稳定， 无论FFC或FBC的效果都不能正常发挥

过程控制系统前馈及比值控制

过程控制系统前馈及比值控制

扰动的影响，即实现“稳态不变性”。
静态前馈控制方式：
线性静态前馈：
GFF ( s) GYD ( s)
GYC ( s) s 0
非线性静态前馈：结合对象静态模型获
得前馈控制器结构与参数。
非线性静态前馈控制
稳态平衡关系：
T2sp 前馈 控制器 T1 RVsp
FC
HV
RV
蒸汽
c p RF (T2 T1 ) HV RV
物料 B QB 后 续 QA 装 置
物料 A
要求：QA / QB = KAB（比值系数）而QB 为主动流量， QA 为可控量，要求设计一控制系统通过调节QA 以 实现上述比值控制目标。
溶液配制问题
30% NaoH QB H2O QA
混 合 器
问题：当NaoH用量QB 变化时，调整稀释水量 QA 以使稀释液NaoH的 浓度为6~8%左右。 解决方案： （1）出口浓度控制；
（2）入环比值控制方案
单闭环比值控制方案
双闭环比值控制方案
比值控制的实施方法1
QB IB K1 IA
FC
假设流量测量变送环节为线性对象 （对于用孔板测量的信号须经开方 运算）。 稳态条件: IA = K1 IB
QA QB QA K1 , K AB QA max QB max QB
过程控制系统 前馈及比值控制
本章基本要求
掌握前馈控制的原理； 掌握前馈控制的几种结构； 了解前馈控制与反馈控制的区别； 了解比值控制问题的由来； 掌握常用的比值控制方案。

前馈控制 (Feedforward Control)
前馈思想：在扰动还未影响输出以前， 直接改变操作变量，以使输出不受或少 受外部扰动的影响。

2019宋彤《过程控制工程》4 前馈及比值控制.ppt

2019宋彤《过程控制工程》4 前馈及比值控制.ppt

TC 原料出口 FC
燃料
燃料
原油
原料
(a)
(b)
1）控制方案： a) 串级控制， b) 前馈-反馈控制 2）方框图（略） 3）主要干扰： a）燃料流量波动， b）原料流量波动
26
TC 原油出口 FC ＋
TC 原料出口 FC
燃料
燃料
原油
原料
(a)
(b)
4）特点： 串级控制方案，引入燃料流量作为副变量，能迅速克 服燃料的流量波动对主变量的影响； 对于原料引入的干扰控制不及时。 前馈控制方案，引入原料流量作为前馈量，对原料波 动能及时通过调节燃料供给量给予补偿； 系统综合了前馈控制及时克服主要干扰和反馈控制能 克服多种干扰的优点。但是，对于原料流量波动以外 的干扰，控制系统呈现单回路控制特性。
17
b. 前馈控制器控制规律
f Gff(s) GCT(s) GCF(s) GP2(s) GPD(s) GP1(s) T
b.前馈-串级控制方框图

传递函数：
2 ( s)GP1 ( s) T ( s) GPD ( s) G ff ( s)GP 2 ( s)GP1 ( s) F ( s) 1 GC1 ( s)GP
静态前馈补偿控制式：
控制器特性
Cp Cp Fs = F g (T 1 - T 2 ) ? F g (T 1s T 2 ) hs hs T 1s：换热器出口温度设定值
9

静态前馈补偿控制式：
Cp Cp Fs = F g (T 1 - T 2 ) ? F g (T 1s T 2 ) hs hs T 1s：换热器出口温度设定值
FC
Gff
Gff ＋
原料出口
燃料

(可修改)前馈控制系统.ppt

(可修改)前馈控制系统.ppt
演示课件
（1）可测：扰动量可以通过测量变送器，在 线地将其转换为前馈补偿器所能接受的信号。
（2）不可控：扰动量与控制量之间的相互独 立性，即控制通道的传递函数与扰动通道的 传递函数无关联，从而控制量无法改变扰动 量的大小。
演示课件
前馈控制的局限性 完全补偿难以实现：扰动通道和 控制通道的数学模型很难准确求 出；即使求出，工程上难以实现。 只能克服可测不可控的扰动
控制参数：蒸汽流量 Fs 主要扰动： （1）被加热的物料流量 F
（2）入口温度 2
（3）蒸汽压力 pD
演示课件
换热器温度反馈控制系统
蒸汽
10
TC
pD , Fs
TT
F,2
冷凝液
演示课件
1 F
反馈控制系统的特点
反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏 差”。 是一种“不及时”的控制：无论扰动发 生在哪里，总要等到被控量发生偏差后， 调节器才开始调节，调节器的动作总要 落后扰动作用的发生。 存在“稳定性”问题：必须进行分析。 对包围在环内的一切扰动量均能抑制。
前馈控制
前馈控制的提出和基本概念 前馈控制系统的结构 前馈控制的选用与稳定性 前馈控制系统的工程整定 前馈控制系统的工业应用
演示课件
前馈控制的提出和基本概念
换热器工艺流程图
F：流体流量
：冷流体温度
2
1：热流体温度
蒸汽
pD , Fs
F,2
1
冷凝液
演示课件
换热器控制要求
控制要求：热流体温度 1恒定 被控参数：热流体温度 1
GC (s)GPC (s)Y (s)
Y (s) GPD (s) G ff (s)GPC (s) 0
F (s)

前馈控制和比值控制

属于这种稳态不变性系统，工程上常将不变性与 稳态不变性结合起来这样构成的系统既能消除静态偏差，又能满足工艺 上对动态偏差的要求。 ④选择不变性
被控变量往往受到若干个干扰的影响，若系统对其中几个主要的干 扰实现不变性补偿，就称为选择不变性。
前馈控制（简称FFC），又称干扰补偿，它与反馈 控制完全不同，是按照引起被控参数变化的干扰大小 进行控制的。
在这种控制系统中，当干扰刚刚出现而又能测出 时，调节器便发出调节信号使调节参数作相应的变化， 使两者相互抵消于被控参数发生偏差之前。
因此，前馈调节对干扰的克服比反馈调节快。
2 前馈控制的原理与特点：
一般情况下存在着以下几种类型的不变性。
①绝对不变性
所谓绝对不变性是指在扰动f(t)的作用下，被控变量y(t)在整个过 渡过程中始终保持不变，即控制过程的动态和静态偏差均为零。 如图4-3所示。所以,若适当选择前馈控制器的传递函数GB(s)，可以 做到F(s)对Y(s)不产生任何影响，即实现完全的不变性。
对于任何一个系统，总是希望被控变量受扰动的影响越小越好。 然而进入控制系统中的扰动必然通过被控对象的内部联系，使被控量发 生偏离其给定值的变化。而不变性原理是通过前馈控制器的校正作用， 消除扰动对被控量的这种影响。
不变性定义为 当f(t)≠0时，△y(t) ≡ 0 (4—1)
即被控变量y(t)与扰动f(t)无关。
TC为温度调节器; Kv为温度调节阀门。
系统采分用析单：回路控制：
被当控扰参动数（：如热被流加体热出的口物温料度流2量q，
入口控温制度参数1或：蒸蒸汽汽压流力量pqD等D 的变化）发 生后干，扰将因引素起：热被流加体热出物口料温流度量q2，发生变 化器，按使照其被偏控离量给偏入定差口值值温（度20e，=1随20之-温2）度的调大节 小和方向产生控蒸制汽作压用力，p通D 过调节阀的

《前馈控制系统》课件


前馈控制系统的设计原则
01
明确控制目标
在设计前馈控制系统时，需要明 确控制目标，即期望的输出信号
。
03
优化控制性能
通过调整系统参数，优化控制性 能，使系统达到最佳的控制效果
。
02
确定系统参数
根据被控对象的特性，确定合适 的系统参数，如增益、时间常数
等。
04
考虑安全性和可靠性
在设计前馈控制系统时，需要考 虑系统的安全性和可靠性，确保 系统能够稳定、安全地运行。
前馈控制系统研究的挑战
1
前馈控制系统的鲁棒性和自适应性是研究的难点 之一，需要解决不同工况下的鲁棒控制问题。
2
前馈控制系统的优化设计也是研究的难点之一， 需要综合考虑控制精度、响应速度和系统稳定性 等因素。
3
前馈控制系统的实现和应用还需要解决实际工程 中的一些问题，例如系统集成、调试和维护等。
前馈控制系统的发展趋势
特点
前馈控制系统主要关注输入信号的测 量和计算，以及对输出信号的预处理 或预控制，而不是依赖于反馈信号来 调整系统输出。
前馈控制系统的特点
快速响应
精度高
由于前馈控制系统的预处理或预控制特性 ，它能够在干扰发生前对其进行补偿，因 此系统对干扰的响应速度较快。
通过精确测量和计算输入信号，前馈控制 系统能够减小或消除干扰对系统输出的影 响，从而提高系统的控制精度。
适用范围广
计算复杂度高
前馈控制系统适用于各种类型的干扰，如 温度、压力、速度等，因此其应用范围较 广。
前馈控制系统需要对输入信号进行测量和 计算，因此其计算复杂度较高，需要高性 能的控制器或计算机支持。
前馈控制系统与反馈控制系统的比较
控制方式

过程控制教程-第15讲 前馈控制 25页ppt课件

采样控制方案
“调一下，等一等〞的方法； 当调理器输出达一定时间后，就不再使添
加〔或减小〕了，而是坚持此值〔坚持的 时间与纯滞后时间τ0相等或再稍长些〕， 直到控制造用的效果在被控量变化中反映 出来为止； 根据偏向的大小再决议下一步的控制动作。
Process Control & Instrumentation Technology
统必然稳定； 具有指定性补偿的局限性； 控制规律取决于被控对象的特性。
Process Control & Instrumentation Technology
前馈控制器设计原理
不变性原理是实现前馈控制的实际根底。 “不变性〞是指控制系统的被控量与扰动
量完全无关，或在一定准确度下无关。
Process Control & Instrumentation Technology
τ/T≥0.3时，就被以为是具有较大纯滞后的工 艺过程，常用控制方法：
改良的常规控制方案； 预估补偿方案； 采样控制方案。
Process Control & Instrumentation Technology
改良的常规控制系统
微分先行控制方案可以有效地改善容量滞 后工艺过程的控制质量。
在给定值频繁变化时，微分先行方案的控 制质量优于常规PID控制方案，尤其在减 小超调量方面效果更佳。
Process Control & Instrumentation Technology
前馈控制设计举例
在消费中，由于控制细度的二次溢流补加 水量变化较大，会导致分级返砂量变化也 很大，从而使二段球磨机浓度难以稳定。 假设仅以浓度值进展反响控制，调理过程 中有时会出现不能允许的动态偏向。针对 这种变化频繁且幅度较大的扰动，决议引 入前馈控制。

《前馈控制系统》课件


总结
前馈控制系统的作用
通过提前处理输入信号来减小受控对象对外部扰动的敏感性，提高系统的稳定性和性能。
前景和趋势
前馈控制系统将逐渐实现智能化、集成化和网络化，为各个领域的应用带来更多可能性。
应用前景展望
在工业自动化、航空航天和汽车控制等领域，前馈控制系统将发挥越来越重要的作用。
5
仿真与实验验证
使用仿真软件或实际系统进行验证，评估控制系统的性能和稳定性。
前馈控制系统的发展趋势
智能化
结合人工智能和机器学习技术， 实现自适应、自学习的前馈控 制系统。
集成化
将前馈控制系统集成到更复杂 的自动控制系统中，实现系统 的优化和整合。
网络化
通过网络连接，实现远程监控 和控制，提高实时性和灵活性。
2 缺点
对于系统模型和参数变化敏感，需要准确的 系统建模和参数设计。
前馈控制系统的设计方法
1
确定控制目标
明确希望系统实现的性能指标和控制要求。
2
确定系统模型
建立准确的系统数学模型，包括受控对象和控制器。
3
设计前馈和反馈控制器
根据系统模型和控制要求设计前馈和反馈控制器。
4
确定控制器参数
通过仿真和实验验证，调整控制器参数以达到预期的控制效果。
《前馈控制系统》PPT课 件
本课件将介绍前馈控制系统的定义、特点以及其在工业自动化、航空航天和 汽车控制等领域的应用。了解前馈控制系统的结构和设计方法，并展望其未 来的发展趋势。
什么是前馈控制系统？
前馈控制系统是一种用于实现预定输出的控制系统。它通过提前处理输入信号，减小受控对象对外部扰动的敏 感性，提高系统的稳定性和性能。
工业自动化
前馈控制系统可用于工业生 产过程的自动化控制，提高 生产效率和质量。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
16
第七章 前馈及比值控制
7.1.2 前馈控制系统的特点
前馈控制的特点：
②前馈控制系统是一个开环控制系统，这一 点从某种意义上来讲是前馈控制的不足之 处，反馈控制由于是闭环控制系统，控制 结果能够通过反馈获得检验。而前馈控制 的效果并不通过反馈加以检验。因此前馈 控制对被控对象的特性了解必须比反馈控 制清楚的多，才能得到一个比较合适的前 馈控制作用。
15
主要的扰动实现不变性就成为选择不变性
第七章 前馈及比值控制
7.1.2 前馈控制系统的特点
前馈控制的特点：
P85
①前馈控制是按照扰动作用大小进行控制的， 如果控制作用恰到好处，一般比反馈控制 要及时；
②前馈控制属于开环控制系统。反馈控制系 统是一个闭环控制系统，而前馈控制是一 个开环控制系统，前馈控制器按扰动量产 生控制作用后，对被控变量的影响并不返 回来影响控制器的输入信号（扰动量）。
第七章 前馈及比值控制
第七章 前馈及比值控制
本章的主要内容: 7.1 前馈控制系统的原理与特点 7.2 前馈控制系统的几种结构形式 7.3 前馈控制规律的实施（系统设计） 7.4 比值控制系统
1
第七章 前馈及比值控制
7.1 前馈控制系统的原理与特点
本节的主要内容:
7.1.1 前馈控制和不变性原理
P83
7.1.1 前馈控制和不变性原理
10
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
系统对扰动Ｆ的全补偿条件： P84
当Ｆ（s） 0时，要求Ｙ（s）= 0
G ff
(s)
G PD (s) G pc (s)
（7.1-3）
满足上式的前馈补偿装置，能使y(t)不受f(t) 变化影响
11
第七章 前馈及比值控制
不变性的类型
P84
绝对不变性：指系统在扰动量f（t）的作用下
被控变量y（t）在整个过渡过程中始终不变
误差不变性：指准确度有一定限制的不变性，
或者说与绝对不变性存在一定误差为的不变性
稳态不变性：指系统在稳态工况下被控变量与扰动量无关
选择不变性：被控变量往往受到若干个扰动的作用。 若系统采用了被控变量对其中几个
7.1.1 前馈控制和不变性原理
全补偿过程:
P84 图7.1-3
当F阶跃变化时，yc ( t)和yd(t)的变化曲线 方向相反，幅值相同。
合成结果：
y ( t) = yc ( t) + yd(t) = ct 连续维持在恒定的设定值上
12
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
13
第七章 前馈及比值控制
平衡条件，计算出适应扰 控制器
动的调节量进行调节，使 被控变量维持在设定值上。 ц
y 对象
这种按扰动进行的开环控 制方式称为前馈控制。
前馈控制系统的方块图
3
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
例：换热器出口温度控制
Gff：前馈控制器 TC：温度控制器
：变送器
P83图7.1-1
工作过程：
1）前馈控制的概念
2）前馈控制的基本原理
3）不变性原理（前馈控制的理论基础）
7.1.2 前馈控制系统的特点
P85
1）前馈控制的特点
2） 前馈控制与反馈控制的比较
2
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
前馈控制的概念 P83
把影响过程控制的主 要扰动预先测量出来，再
Ｆ１Ｆ２Ｆ３
根据对象的物质（或能量） 前馈
7
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
另外一种控制方案： 根据被加热物料流量Q的变化信号，通过一
个扰动补偿器来控制调节阀，就不必等到流量 变化反映到出口温度T变化以后再去操作，而是 根据流量的变化，立即对调节阀进行操作，甚 至可以在T还没有变化前就及时对流量Q的扰动 进行补偿.
以上的控制称为前馈控制，这个扰动补偿器 称为前馈控制器
18
第七章 前馈及比值控制
7.1.2 前馈控制系统的特点
前馈控制与反馈控制的比较：P85表7.1-1
控制的 检测的信 控制作用的
依据
号
发生时间
反馈控 被控变量 被控变量 偏差出现后 制 的偏差
前馈控 扰动量的 扰动量 偏差出现前
制
大小
19
第七章 前馈及比值控制
7.1.2 前馈控制系统的特点
前馈控制与反馈控制的比较：
① 反馈控制是按被控参数与给定值的偏差进
行控制的，如果干扰已经发生，而被控参 数都还没有变化，则控制器不会产生校正 作用。故反馈控制落后于干扰作用，对干 扰的控制不及时。
偏差
5
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
6
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
用一般的控制方案： 控制器根据温度T 的偏差进行控制，当
Q发生扰动时，要等T变化后，控制器才开始 动作，通过控制阀改变加热蒸气流量，又要 经过热交换的惯性，才会使T变化。这样， 可能使T产生较大的动态误差。
17
第七章 前馈及比值控制
7.1.2 前馈控制系统的特点
前馈控制的特点：
③前馈控制使用的是视对象而定的专用控制 器。一般的反馈控制系统均采用通用的 PID控制器，而前馈控制器是专用控制器， 对于不同的对象特性，前馈控制器的形式 将是不同的；
④前馈控制只能克服可测的扰动量的影响， 如果扰动量不可测，就不能进行前馈控制。
加热蒸气通过换热器中排管的外面，把热 量传给排管内被加热的物料。
4
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
例：换热器出口温度控制
P83图7.1-1
出口温度 T 的控制：
由蒸汽管路上的控制阀来进行
引起 T 变化的因素：
因素很多，最主要的扰动是加热物料的流量Q
当流量Q发生扰动时，出口温度 T 就会产生
8
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
前馈控制系统方块图：P8 P D (s)
Gff
(s) Gpc (s)
（7.1-1）
Gff（s）: 前馈控制器传函（前馈补偿器） GPD（s）: 对象干扰通道传函 GPC（s）: 对象控制通道传函
9
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理
不变性原理的理论基础
P84
“不变性”的概念：
控制系统的被控变量与扰动量完全无关。
然而，进入控制系统中的扰动必须通过
被控对象的内部联系，使被控变量发生偏离 给定值的变化。
不变性原理是通过前馈控制器的校正作 用，消除扰动对被控变量的这种影响。
14
第七章 前馈及比值控制
7.1.1 前馈控制和不变性原理