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1、第五章汽包锅炉给水自动控制系统5-1前馈一反馈调节系统一.前馈一反馈调节原理反馈调节系统特点：事后控制，反馈校正。调节过程中被调量的动态偏差较大,口调节过程也较长。前馈调节系统特点:直接根据扰动进行调节，减小动态偏差。恥)1.定义直接根据造成被调量偏湼的原因进行调节的系统，称为前馈调节系统。2.前馈的类型及整定前馈调节的类型：很多，因而％⑸的规律不同。不变性原理：设计前馈补偿器，使被调量y与扰动无关。(a)扰动有单独通道伯此(s)二0=>%(s)二(a)扰动作用在对象之前补偿作用在调节器之前。例如:喷水压力改变时对温度的影响。X(s)1+比(训朋二0訥(s)二-1
2、iw(b)扰动有单独通道，补偿作用在调节器之后r(5)w」s)+%(s)w°(s)—•=0=>^(5)=-帀—l+W」s)W°(s)Wo(s)(d)扰动有单独通道，补偿在调节之前心)X(s)Wg+比(呱(讽(s)Ji+VK«W二On恤）二-W3rW's)Wo(s)前馈一般不能做到完全补偿。常用静态前馈或者一些特定形式的动态前馈。（a）静态前馈即根据不变性原理求岀％⑶，用其静态放大系数作为补偿装置,它是一个比例环节：6二Wb（s）（b）动态前馈直接根据不变性原理求得。在热工过程控制中常用：矶=k,}T+T^s——超前一滞后环节%-%）1-0当巧>人时，超前补偿（PD
3、作用）当7；>7；时,滞后补偿（PI作用）y(0)=limSY(S)=limS%(S)=khStsStqoSy(oo)=limS%(S)>他StOS1.存在缺点：(1)只能针对一种或者几种典型扰动设计％G),然而生产过程中扰动因素很多，因而调节效果受到限制.⑵对不可测量的扰动，无法实现补偿.(3)不能做到完全补偿，实现复杂，采用%或者kb1+T?s帀話近似补偿.前馈一反馈调节系统：必须将前馈和反馈结合起来进行调节,利用前馈来减小扰动对被调量的影响，而反馈作用保障被调量等于给定值.二.前馈一反馈调节系统.1・概念+y前馈控制:作用是有效抑制主要扰动，开环控制。反馈控
4、制:保证系统稳定，即最终消除扰动，使y=〃2•前馈一反馈复合控制系统的特点(见书P110-112)1)引入反馈后，前馈控制的完全补偿条件不变；2)前馈控制规律还与反馈调节器位置有关；3)复合控制时，扰动对输出的影响比纯前馈控制时小得多;4)前馈对系统稳定性无影响。3.系统整定(i)在整定反馈冋路是，只考虑是反馈形成的闭合冋路,具有适当的稳定性裕度，而不要考虑前馈部分.(ii)在整定前馈装置时，不考虑反馈的调节所引起的稳定性问题，直接用不变性原理整定.4.工程整定(只介绍前馈调节整定)(1)静态前馈系统的心的整定(a)开环整定法使闭环系统稳定；断开反馈回路，加扰动x
5、；心由小到大，使y不变，记下心.(b)闭环整定法开环整定法的主要缺点是容易造成被调量失控的事故,故工程上常用闭环整定法：断开心，使反馈系统稳定；加扰动％，待再次稳定后记下..Aw(C)前馈一反馈复合整定这是一种试探式的方法：前馈和反馈都投入T在相同的扰动心下，kh由小变大T观察被调量的响应曲线t取过程最佳吋的叽・(2)动态前馈模型的参数整定原则比(s)1+TqS+T}s心可在T2=7；=0的条件下按前述方法确定.例题或习题1.(1)说明环节k的作用，并按静态整定k值・.kpTdS(2)若环节£改为i+j^s(匕值为上述整定值)，则在反馈断开时,扰动X的单位、阶跃
6、变化能否使y做到静态不变？为什么？若y改变,则y稳态变化量为多少？解:⑴"(1+3s)3+(1+2s)2=0,静态时，k(2)不能。由于当x阶跃扰动达到静态时，实际微分环节输出为0,对y无前馈补偿作用。2-图不系统:问：1•这是什么系统？2•说明调节器G,（5）,G2（5）,G3（5）的作用。3.当％（$）的惯性«W2（s）W3（s）的惯性时，说明GiGgGgG）的整定方法（画出相应的方框图）4.系统在运行过程中旳与y是否同方向变化？5.系统运行过程中，若G"）突然断开，则系统仍能稳定运行么？为什么？答：1.前馈一串级调节系统.2.GO--前馈调节器.G2（5）—
7、副调节器.G3（5）—主调节器.2.副冋路3.主回路:前馈:G,（5）G2（5）^（5）+^（5）=0G]（s）=-W®G2GsW2Cv）2.不一定.W
8、（s）>>%（£）3.能.因为G"）是前馈调节器，不在闭合回路内，不能影响系统的稳定性.5-2给水调节的任务和调节对象的动态特性一.任务给水量适应锅炉的蒸发量，并且保持汽包水位在一定范围内O汽包水位：1•过高：出口蒸汽带水，含盐浓度增加,损坏过热器.2.过低:破坏水循环,损坏水冷壁.二.动态特性锅炉给水调节对象的结构：蒸汽流量D给水流量W'燃烧量B'汽句傑力DD-H:因为要求汽机功率经常变化，所以D是经常性的扰动
9、.WTH:
