反馈与前馈组合解析.ppt

课件 题目：设备反馈控制与前馈控制组合 制作人：李兵兵 学号：090110040009 指导教师：郭奇 同组成员：蔡振、张惠茹、田秀梅、王荣 ** 目录 1 2 3 4 反馈控制特点 前馈控制特点 反馈与前馈组合控制 前馈反馈综合控制实例 ** 反馈控制系统：干扰使系统的被控变量发生改变时，被控变量反馈至系统输 入端与给定值相比较并得到偏差信号，经调解器及调节阀影响操纵变量以减 弱或消除被控变量的变化基于偏差，消除偏差） 反馈控制的优点：反馈控制系统按偏差来进行调节，偏差即为被控变量给定 值与测量值的差，不论是什么干扰引起被控变量的变化，调节器均可根据偏 差进行调节闭环稳定，可以消除多种扰动对被控变量的影响） 反馈控制的固有缺点：对象总存在滞后惯性，从扰动作用出现到形成偏差 需要时间偏差产生后，偏差信号遍及整个反馈环路产生调节作用去抵消干 扰作用的影响又需要一些时间也就是说，反馈控制根本无法将扰动克服在 被控变量偏离给定值之前，调节作用总不及时从而限制了调节质量的进一步 提高 1.反馈控制特点 ** 被控变量：物料的出口温度 操作变量：加热蒸汽量 测量量：物料出口温度 调节器的作用（保证控制回路为负反馈）：反作用 蒸汽阀为气关（有信号时关，无信号时开）：当物料出口温度过低时（ 无信号），蒸汽阀门全开，使物料温度提升；但当物料温度升高时（有 信号），蒸汽阀门关闭，使物料出口温度下降 换热换热 器反馈馈控制 ** ** 前馈控制是一种预测控制，通过对系统当前工作状态的了解，预测出下一阶段系统的 运行状况。

如果与参考值有偏差，那么就提前给出控制信号，使干扰获得补偿，稳定 输出，消除误差 前馈控制系统：当干扰引起被控对象的输出改变时，控制系统测得干扰信号的大小， 并输入前馈控制器，由前馈控制器的输出去控制操纵变量，引起被控对象输出的改变 由此减弱或消除被控变量受干扰影响而产生的变化 前馈控制又称扰动补偿测量干扰，改变操纵变量，使被控变量维持在设定值 原理：基于扰动，克服扰动 目的：克服滞后 结构：开环调节，专一调节，只克服一种扰动，不准确 前馈调节不单独使用，适合有大滞后的系统，被控变量可测不可 控 2.前馈控制特点 ** 被控变量：物料的出口温度 操作变量：加热蒸汽量 扰动量：物料流量 此控制系统根据被加热的流量的测量信号来控制 调节阀，当流量发生扰动后，就可以立即对调节 阀进行操作，甚至可以在出口温度还没有变化之 前就将流量的扰动补偿了，这个自动装置就称为 前馈控制器或补偿器 前馈 控制 器 换热换热 器前馈馈控制 ** 反馈、前馈比较 控制依据检测信 号 控制作用发生时间 反馈控制 被控变量 的偏差 被控变量 偏差出现后 前馈控制 干扰量的 大小 干扰量偏差出现前 ** 3.反馈与前馈组合控制 前馈控制是一种预测控制，通过对系统当前工作 状态的了解，预测出下一阶段系统的运行状况。

如果与参考值有偏差，那么就提前给出控制信号 ，使干扰获得补偿，稳定输出，消除误差但在 实际工程中，并不是所有的干扰都是可测的所 以仅用前馈并不能达到良好的控制品质这时就 需要加入反馈，反馈的特点是根据偏差来决定控 制输入，不管对象的模型如何，也不管外界的干 扰如何，只要有偏差，就根据偏差进行纠正，可 以有效的消除稳态误差解决前馈不能控制的不 可测干扰 ** 4.前馈反馈综合控制实例 (1) 换热器温度控制系统，主要实现对冷物料 的加热，用单回路闭环系统就可以实现对 换热器出口温度控制，但冷物料流量不稳 定，是系统最主要的扰动，所以加入前馈 控制，构成前馈反馈系统 ** 调节器的作用（保证控制回路为负反馈）：反作用 蒸汽阀为气关（有信号时关，无信号时开）：当物料 出口温度过低时（无信号），蒸汽阀门全开，使物料 温度提升；但当物料温度升高时（有信号），蒸汽阀 门关闭，使物料出口温度下降 前馈馈 控制 器 ** 参考输输入 补偿补偿 信号 补偿环节补偿环节 扰动扰动 控制器受控对对象 被控量 反馈馈元件 反馈馈信号 ** 4.前馈馈反馈综馈综 合控制实实例 (2) 锅锅炉是工业业生产产中的重要动动力 设备设备 ，在其正常运行中，汽包水 位是其主要工艺艺指标标。

当水位 过过高时时，不仅仅降低蒸汽的产产量 、质质量，还还会损损坏汽轮轮机叶片 ；当水位过过低时时，轻则轻则 影响汽 水平衡，重则烧则烧 干锅锅炉，甚至 引起锅锅炉爆炸所以必须严须严 格 控制水位 锅锅炉汽包水位控制的任务务是使 给给水量适应应蒸发发量，并控制水 位在规规定的工艺艺范围围内 ** 被控参数：汽包水位 蒸汽量是锅炉的负荷，是一个可测不可控的扰动，对蒸汽负 荷采用前馈补偿 控制变量：给水量 调节器接受汽包水位、蒸汽流量给水流量三个信号， 调节阀为气关阀：出于工艺安全考虑 ，当没有信号时，应给汽包中输水以 防止汽包烧干爆炸，所以阀门应全开 调节器的作用为正作用：信号增大时 ，调节器应开大调节阀门汽包水位 下降时，差压信号增加，开大给水阀 门；蒸汽负荷增加时，为维持物质平 衡关系应开大给水阀门 ** • … LOGO 。