前馈-反馈控制系统的优点课件.ppt

《前馈-反馈控制系统的优点课件.ppt》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、第5章复杂控制系统5.1串级控制系统5.2前馈-反馈复合控制系统5.3大迟延控制系统5.4比值控制系统5.5解耦控制系统1电厂锅炉过热汽温控制系统分析被控量：主汽温θ1控制手段：减温器的喷水主汽温对象特点：滞后和惯性较大采用单回路控制品质不好导前信号θ1θ25.1串级控制系统一.串级控制系统的组成原理2副回路（内回路）：粗调主回路（外回路）：细调主参数（主变量）：θ1副参数（副变量）：θ2给定值内扰副变量PI1PI2执行器阀门减温器过热器变送器变送器主变量主调副调副对象主对象3二.串级控制系统的分析副回路化简为等效副对象（一）

2、副回路对控制品质的影响1.减小了时间常数Gc1Gc2Gm2GfG02G01Gm1Gc1G’02G01Gm142.提高了系统的工作频率串级控制系统简化图单回路控制系统Gc1G’02G01Gm1G’c1GfG02G01Gm15（二）副回路的抗干扰能力Gc1Gc2Gm2GfG02G01Gm1λGc1Gc2Gm2GfG02G01Gm1λ1/Gc2G’0261.主回路是定值控制系统，副回路是随动控制系统，其给定值随主控制器的输出而变化的。2.副对象的等效放大倍数基本不变。（三）副回路对负荷变化的适应性7串级与单回路的比较8串级控制系统的

3、特点：(1)由于副回路的存在，改善了对象的动态特性。减小了对象的时间常数，提高了系统的工作频率，快速性变好。(2)对进入副回路的扰动具有很强的克服能力，对进入主回路的扰动也有一定克服能力。(3)对负荷或操作条件的变化具有一定的自适应能力。9三、串级控制系统的设计1.主变量的选择与单回路系统被控量的选择一样2.副变量的选择(1)副回路应包括主要的和更多的扰动。10(2)主、副回路对象的时间常数应匹配。(3)应注意工艺上的合理性和经济性。113.主、副控制器控制规律的选择（1）主变量是生产工艺的重要指标，副变量的引入是为提高主变量

4、的控制精度。主控制器宜选择PI或PID。副控制器选P或PI。（2）生产工艺对主变量的控制要求较高，对副变量的控制要求也不低。主控和副控均选PI，但若主控输出变化太剧烈，副变量也难以稳定工作。12四.串级控制系统的整定R1Y2Gc1Gc2G01Gm1G02Gm2Y1整定方法:逐次逼近法,两步整定法,补偿法131.逐次逼近法（1）断开主环，按单回路方法整定副回路，得到副控的参数，记作[Gc2(s)]1。（2）闭合主环，整定主回路，得到主控的参数，记作[Gc1(s)]1。（3）主环、闭环均闭合，再整定副回路，得到[Gc2(s)]2。

5、（4）重新整定主回路，得到[Gc1(s)]2。如果不满意，重复步骤（3）、（4），直到满意为止。142.两步整定法(1)先将主调δ=100％，按单回路衰减曲线法整定副回路，减小δ副，直到副变量呈4：1衰减振荡（ψ=75%）为止，记下此时δs2和Ts2。(2)在副调为δs2条件下，减小δ主，直到主变量呈4：1衰减振荡为止，记下此时δs1和Ts1。(3)根据δs1、Ts1、δs2和Ts2，按经验公式，得到主调和副调参数值。153.一步整定法（1）由表5.2选一个合适的副调放大系数（P作用）。（2）将系统投入串级控制，按单回路方法整

6、定主调的参数。观察控制过程，根据K值匹配原理，适当地调整参数，直到主变量的控制品质最佳。（3）如果在整定过程中出现“共振”，只需加大主、副控制器中任一比例带值就可以消除。165.2前馈-反馈复合控制系统换热器的前馈控制分析被调量：θ1调节量：q主要扰动：D17一.前馈控制的概念前馈控制是按扰动量的变化进行控制的。推导前馈控制器的传函GcfGuGλ18二.前馈-反馈控制分析完全补偿条件GcfGuGλH(s)Gc19前馈-反馈控制系统的优点：（1）可以对系统中的主要干扰进行前馈补偿。（2）前馈可近似补偿，降低了前馈控制器精度的要求

7、。（3）既可实现高精度控制，又能保证系统稳定运行。20三、采用前馈控制的原则（1）系统中的扰动量是可测不可控的。（2）系统中的扰动量的变化幅值大、频率高。（3）在系统中存在着对被控量影响显著的扰动。（4）控制通道的迟延时间较大或扰动通道的时间常数较小。21前馈-反馈控制实例汽包锅炉水位控制示意图过热器W给水蒸汽DH省煤器汽包被控量控制量前馈信号225.3大迟延控制系统一、常规控制方案微分先行控制方案：微分作用串联在反馈回路上23二.预估补偿控制方案Smith预估补偿方案主体思想：消去特征方程中的e－τs项2425例5-2迟延控

8、制系统三种方法仿真26三、大林(Dahlin)算法设计思想是：设计一个合适的控制器Gc(z)，使系统的闭环传递函数具有带纯迟延的一阶惯性环节，并要求纯延迟时间等于被控对象的纯迟延时间。275.4比值控制系统一、比值控制系统的类型（一）单闭环比值控制系统主流量Q1副流量Q228