过程控制工程第三版课件 教学课件 作者 戴连奎 于玲 田学民 王树青 等编著5_1 前馈控制.ppt

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1、前馈控制戴连奎浙江大学工业控制研究所2012/03/22串级控制中积分饱和现象讨论串级控制中的抗积分饱和方法换热器出口温度串级控制系统讨论问题：（1）控制阀气开/气关型式选择（2）系统方块图描述（3）主副控制器正反作用选择（4）主副控制器参数整定方法与步骤内容前馈控制的概念线性前馈控制器的设计非线性前馈控制器的设计前馈控制器的设计举例前馈反馈控制策略仿真举例小结问题讨论某一换热器如右图所示，要求采用蒸汽流量RV控制工艺介质的出口温度T2。试依据下列情况设计相应的控制方案：情况#1：工艺介质流量RF与蒸汽入口压力PV均比较稳定；情况#2：RF稳定，而PV变化频繁；情况

2、#3：RF变化频繁，而PV比较稳定；情况#4：RF与PV均变化频繁。反馈控制与前馈控制方案举例反馈控制方案前馈控制方案前馈控制的一般概念D1(t),…,Dn(t)表示某些可测量、且对被控变量CV影响显著的干扰前馈控制的基本原理：在这些可测干扰影响CV以前，同时调节操作变量MV以抵消这些干扰的影响，最终使CV维持不变或基本不变。线性前馈控制器的设计设计目标：线性前馈控制器设计（续）前馈控制器设计公式：设计目标：线性前馈控制器设计（续）(为什么?)前馈控制器设计公式：物理意义分析前馈控制器的类型静态前馈控制与动态前馈控制线性前馈控制与非线性前馈控制讨论常见的前馈控制器类

3、型换热器出口温度线性前馈控制的仿真结果详见仿真模型…/FFControl/ExHeaterLinearFFC.mdl非线性静态前馈控制方案静态数学模型讨论上述非线性前馈控制器的实现非线性静态前馈控制仿真试建立换热器出口温度前馈控制系统的仿真模型前馈控制与反馈控制的比较前馈控制反馈控制相关干扰可测量CV可测量基于干扰操作MV基于CV控制误差操作MV开环，无稳定性问题闭环，稳定性至关重要只有部分干扰可检测全部干扰均通过CV可感受控制通道与相关干扰通道的精确数学模型均需要获得不需要对象的数学模型不适合于非线性、时变系统可适合于非线性、时变系统换热器前馈反馈控制方案#1F

4、FC输出初值如何设置？换热器前馈反馈控制方案#2控制器参数如何整定？小结可能引入前馈控制的场合(1)基本的被控变量不可测(2)基本的被控变量可测，但某些干扰太强以至于反馈控制系统难以满足工艺要求运用前馈控制的条件(1)主要干扰是可测的(2)干扰通道的响应速度低于控制通道的响应速度(3)干扰通道与控制通道的动态特性几乎是不变的，或者是可抵消的