《补偿控制》PPT课件

《《补偿控制》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、7补偿控制17补偿控制本章学习内容7.1补偿控制的基本原理和结构7.2前馈控制系统7.3大延迟过程系统27.1补偿控制的基本原理与结构问题的提出单回路控制（PID）对干扰有一定的抑制作用对时滞过程控制乏力串级控制对二次干扰抑制效果好缩短二次回路的时间常数补偿控制补偿干扰对被控过程的影响7补偿控制3补偿的方法前馈补偿控制量补偿扰动量补偿反馈补偿串联补偿7补偿控制4前馈控制之——控制量补偿将控制输入量R(s)经过处理（Gc(s)）后，直接向前传递，并与主控制器的输出进行迭加。7补偿控制5前馈控制之——扰动量补偿将系统的扰动输入量D(s)经过处理

2、（Gc(s)）后向前传递，并与主控制器的输出进行迭加。7补偿控制扰动量补偿6反馈补偿在主控制器反馈回路中增加一个控制器。7补偿控制反馈补偿7串联补偿将补偿器与主控制器串联连接。7补偿控制串联补偿87.2前馈控制系统7.2.1前馈控制系统的概念反馈控制按被控量的偏差进行控制，即控制器的输入是被控量的偏差。所以，反馈控制作用期间系统是偏离设定值的，即被控量是受扰动影响的。前馈控制按扰动量的变化进行控制，即控制器的输入是扰动量。“前馈”的意思：根据扰动量的大小（而非被控量反馈后得到的偏差）来直接改变控制量，以抵消或减小扰动对被控量的影响。7补偿控

3、制9换热器反馈控制系统扰动量Md被控量T2操作变量Mb反馈控制中，扰动量Md首先要引起被控量T2变化，反馈控制器才起控制作用，尽力保持T2恒定。10图7.2换热器前馈控制系统7补偿控制前馈控制并不考虑被控量T2到底如何变化，只希望经过前馈控制使T2免受扰动Md的影响∴前馈控制是开环控制。扰动量Md被控量T211图7.3换热器前馈控制系统的方框图7补偿控制扰动量Md被控量T2扰动通道传函Gd(s)前馈控制器Gff(s)前馈控制通道传函Gp(s)127补偿控制在扰动量Md(S)作用下，系统的输出T2(s)为:扰动量的影响对扰动量的补偿+=013

4、完全补偿不论扰动量Md为何值，总有T2(S)=0。对于系统对于扰动量Md实现完全补偿的条件是：即7补偿控制14前馈控制器的传递函数Gff(S)为7补偿控制前馈控制器的传递函数Gff(S)虽然能实现完全补偿，但，要求精确的Gd(S)，Gp(S)所以，在实际工程中一般不单独采用前馈控制方案。15§7.2.2前馈控制系统的基本结构1.静态前馈控制适用于干扰通道Gd(s)和控制通道Gp(s)的动态特性相同的情况下，此时有：7补偿控制162.动态前馈控制当被控对象的控制通道和干扰通道的传递函数不同时，或对动态误差控制精度要求很高的场合，必须考虑采用动

5、态前馈控制方式。7补偿控制177补偿控制3.前馈—反馈控制单纯的前馈控制只能对指定的扰动量进行补偿；对指定的扰动量，由于环节或系统数学模型的简化、工况的变化以及对象特性的漂移等，也很难实现完全补偿。前馈—反馈控制前馈控制器用来消除主要扰动量的影响；反馈控制器则用来消除前馈控制器不精确和其它不可测干扰所产生的影响。18图7.4典型的前馈—反馈控制系统结构图7补偿控制补偿控制器反馈控制器干扰通道传函控制通道传函反馈通道传函扰动量输入量输出量19干扰D(S)对被控量Y(S)的闭环传递函数为7补偿控制干扰D(S)作用下，对被控量Y(S)完全补偿的条

6、件是：而因此有204.前馈—串级控制如果被控对象的主要干扰频繁而又剧烈，而生产过程对被控参量的精度要求有很高，可以考虑采用前馈—串级控制方案。7补偿控制21图7.5前馈—串级控制系统结构图7补偿控制当ω副>>ω主≈122引入前馈必须遵循以下原则：系统中的扰动量是可测不可控可测，才有前馈的可能不可控，就无法设置单独的回路加以控制系统中的扰动量的变化幅值大、频率高否则，反馈控制就能胜任控制通道的滞后时间较大或干扰通道的时间常数较小否则，也无须前馈控制7补偿控制237.3大迟延过程系统7.3.1延迟对系统品质的影响大延迟过程广义对象的时滞与时间常

7、数之比大于0.5。工业生产中典型的大延迟过程传送物料能量、测量成分量、皮带运输、带钢连轧机、以及多容量、多种设备串联等过程，都存在较大的时滞时间。延迟对系统品质的影响使闭环特征方程中含有纯延迟因子减低系统的稳定性7补偿控制247.3.2Smith预估器Smith预估器一种以模型为基础的预估器补偿控制方法。Smith预估器的设计思想预估出过程对扰动的动态响应，并将预估结果作为反馈提早供给控制器动作，以提前对扰动进行补偿。7补偿控制25图7.6Smith预估器控制方框图7补偿控制控制器的输出需要经过时间才起作用补偿的目的是：U(s)-->Y’

8、(s)无延迟26Smith预估器的传递函数为：7补偿控制27整个系统的闭环传递函数为：7补偿控制闭环特征方程中不再包含纯滞后环节被控量Y的响应比设定值R要滞后时间τ287补偿控制