《前馈反馈控制技术》PPT课件

《《前馈反馈控制技术》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、5.4前馈反馈控制技术5.4.1反馈控制和前馈控制的特点5.4.2不变性原理与前馈控制器5.4.3前馈控制的几种结构形式第五章常规控制技术（二）前馈反馈控制前面各部分讨论的控制系统，都是带有反馈的闭环系统。当被控系统受到扰动后，必须等到被控参数出现偏差，控制器才有动作，以补偿扰动对控制参数的影响。若能在扰动出现时就进行控制，而不是等到偏差发生后再进行控制，这样就能更有效地消除扰动对被控参数的影响。前馈控制就是依据这个思路提出来的。2GeSibo，DepartmentofAutomation反馈控制的特点[例]如图所示为换热器温度

2、控制系统原理框图。图中：Q2为热流体温度；Q1为冷流体温度，q为流体的流量，qD为蒸汽的流量，pD为蒸汽的压力，kv为调节阀开度。5.4.1反馈控制和前馈控制的特点--反馈控制的特点3GeSibo，DepartmentofAutomation上图中，当扰动（物料流量q，入口温度q1，蒸汽压力pD）发生后，引起：5.4.1反馈控制和前馈控制的特点--反馈控制的特点4GeSibo，DepartmentofAutomation5.4.1反馈控制和前馈控制的特点--反馈控制的特点反馈控制的特点为：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”。

3、如果没有偏差出现，也就没有控制作用。无论扰动发生在那里，总要等到引起被控量发生偏差后，调节器才动作。故调节器的动作总是落后于扰动作用的发生，是一种相对“不及时”的控制。5GeSibo，DepartmentofAutomation前馈控制的特点[例]换热器前馈控制。如果该系统中物料流量q是被控量q2的主要扰动。如果q变化频繁且幅值大，对出口温度q2的影响最大。这时可考虑采用前馈控制。5.4.1反馈控制和前馈控制的特点--前馈控制的特点6GeSibo，DepartmentofAutomation前馈控制器“基于扰动来消除扰动对被控量

4、的影响”，又称前馈控制为“扰动补偿”。扰动发生后，前馈控制器“及时”动作，对抑制被控量由于扰动引起的动、静态偏差比较有效。前馈控制属于开环控制。因此只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳定。一条前馈只对被前馈的可测而不可控的扰动有校正作用，而对系统中的其它扰动无校正作用。前馈控制器的控制律有时较复杂。5.4.1反馈控制和前馈控制的特点--前馈控制的特点7GeSibo，DepartmentofAutomation1、不变性原理：控制系统的被控量与扰动量完全无关，或在一定的准确度下无关。任何一个系统，总是希望被控量受扰动的影响越

5、小越好。如图：当f(t)不为零时，该系统的不变性定义为：按照控制系统输出参数与输入参数的不变性程度，有绝对不变性、e不变性和稳态不变性等几种不变性类型。5.4.2不变性原理与前馈控制器设计--不变性原理8GeSibo，DepartmentofAutomation绝对不变性：指系统在扰动f(t)的作用下，被控参数y(t)在整个过程中始终保持不变。即e动＝e静＝0。如下图所示。图中；f(t)为扰动，y1(t)为由扰动引起的被控参数的变化。y2(t)为前馈控制器对被控参数的影响。y(t)为被控参数的实际变化量。y(t)=y1(t)+y

6、2(t)=05.4.2不变性原理与前馈控制器设计9GeSibo，DepartmentofAutomatione不变性：指系统在扰动f(t)的作用下，被控参数y(t)的偏差小于一个很小的e值。即

7、y(t)

8、

9、。前馈控制系统由两部分组成。当扰动发生后，通过扰动通道引起被控量的变化。同时，前馈控制器根据扰动的性质及大小对过程的控制通道施加控制，使被控量发生与前者相反的变化，以抵消扰动对被控对象的影响。11GeSibo，DepartmentofAutomation前馈控制器的典型结构图中，Gn(s)是被控对象扰动通道的传递函数；Dn(s)是前馈控制器的传递函数；G(s)被控对象的传递函数。n为可测不可控的干扰；y为被控参数；假定u1＝0，有：整理得：5.4.2不变性原理与前馈控制器设计--前馈控制器的典型结构12GeSibo，Depart

10、mentofAutomation根据绝对不变性原理：由此得到前馈控制器传递函数为：也可由e不变性或稳态不变性原理来设计前馈控制器。（略）5.4.2不变性原理与前馈控制器设计--前馈控制器的典型结构13GeSibo，DepartmentofAutomation静态