浅谈leadlag超前滞后模块的作用

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1、浅谈LEADLAG超前滞后模块的作用在电厂控制系统屮，杏很多测景信号具杏高频波动性，严重影响了控制系统的控制品质。P1D控制虽然是最典型、有效的控制方法，俏是基于测量值的大幅波动，也难于将系统的输出很好地跟踪给定值。ifuLEADLAG模块M•有滤波功能，这些具有大幅波动的反馈测fi伉经过LEADLAG模块处理之P，可以科效的去除部分扰动，再经过PID控制器，使得系统控制品质得以改善。LEADLAG是一个非线性的超前/滞后函数。该模块的输出值为旧输出、旧输入、新输入、增益、超前和滞后吋问常数的函数。动态方程1、

2、A稳态下(输入基本保持不变，或者在很小的区Wrt波动)，输出OUT=INXGAIN;2、在动态下，其输出为：OUT=(K1XIN1)+(K2XOLDIN1)+(K3XOLDOUT);其中：OLDomMt—个输出OLDlNl^iW—个输入則1=当前输入011丁=当前输出K1二GAINx(H+2xLEAD)/(H+2xLAG)K2=GAINx(H-2xLEAD)/(H+2xLAG)K3=(2XLAG-H)/(2xLAG+H)心采样时间(回路时间)假没，此时系统的采样时间H=U，增益GAIN=1,难么此时Kl=(l+

3、2xLEAD)/(1+2xLAG);K2=(l-2xLEAD)/(1+2xLAG);K3=(2XLAG-1)/(2xLAG+1).在纯超前的状态不(LAG=0):Kl=l+2xLEAD;K2=1-2xLEAD;K3=-1，由此可知，LEAD越人，OUT中K1XINI占得比甫越人，即当前的输入对输出影响越人，且在输入短时fnj内不变的惜况下，OUT越大，超前作用越强。A纯滞C•的状态下(LEAD=O):K1=1/(1+2xLAG);K2=1/(1+2xLAG);K3=(2XLAG-l)/(2xLAG+1)，山此可

4、知，LAG越大，OUT中三部分的值越小，滤波作用越强。传递函数LEADLAG的传递函数为G(S)X(S)K^T}Si+r2s其屮尺…增益，7；-超前时间，r2…滞后时间。1+7^为微分环节，其特性为超前和起始的加强，i+r2s为一阶惯性环节，其特性为滞后。通过Matlab软件屮的Simulink模块格逮仿真图如下:stePKTransferFenScope当7>0时，此环节只冇一阶惯性环节，在阶跃输入条件下，K=1时，分别对7；=2，7；=5进行仿真，其阶跃响应阉为：代表输入，代表r2=2时的阶跃响应，r2=5

5、时的阶跃响应。由图川•知，滞后吋问常数越人，惯性环节的输出趋丁输入的时问越长，滤波作川越好。当［=0时，此环节只旮微分环节，在阶跃输入条件下，K=1时，分别对7；=2,7>5进行仿真，-其阶跃响极图为：由阁可知，超前时问常数越人，微分环节的输出越人，即前馈作川的越明显。除氧器水位控制中的应用我厂除氧器上水调门为气动阀门，巾于长调门的阀芯长期被冲刷，加之管道振动等W素导致凋门抖动，最终导致除氧器水位波动较大。我厂的除氣器水位控制采川三冲量控制方式，主控制器负责控制除氣器水位，起到细调的作用，副控制器负责快速兑服内

6、部扰动，起到籼调的作用。在负荷较低及负荷波动较大时，除氣器上水调门波动较大，而此波动最先反映在凝结水流,g上，使得凝结水流景表现为卨频波动的锯齿形曲线。为了降低甚至消除此高频扰动信号，特此加入了LEADLAG功能块进行滤波处理。其参数设H为：K=l,LEAD=O,LAG=20,我们假设了凝结水流量的锯齿形曲线，搭建仿真阁如阁所示：TransferFen其仿真结果如下:由阁可知，此功能块能很好地消除凝结水高频的扰动，使得除氧器水位控制更加快速准确。当然，此功能块的参数，足由电科院经过时间的调试得來的，如果想得到效

7、果更好的参数，吋以通过挤建数学模型，利用遗传算法等免疫算法来寻求最优值。