《企业信息化第二章》ppt课件

1、授课教师 李荣雨电子与信息工程学院本讲主要内容控制系统的简单引见简单控制算法PID的根本原理简单控制前馈控制串级控制控制系统的简单引见简单控制算法PID的根本原理简单控制前馈控制串级控制本部分的要求l结合详细对象，掌握单回路控制系统的方块图描画法，并掌握方块图中线与方框图的物理意义l可以结合详细对象，了解控制系统的组成l掌握过程控制中的常用术语中英文l了解控制系统的主要分类与设计过程控制系统的由来LChhspQiQo传感丈量器：液位计+人眼控制器：大脑执行机构：手+手动阀差压传感变送器电动调理器自动调理阀液位控制系统的组成与方块图问题：指出每一条衔接线所对应的变量信号的物理意义与单位，以及每一

2、个方块所表示的意义？液位控制器设定值hsp偏差e(t)+_测量值hm(t)干扰通道+液位传感测量变送器出水控制阀被控变量h(t)控制信号u(t)操纵变量Qo(t)控制通道扰动Qi(t)液体贮罐热交换器的温度控制系统TC蒸汽凝液进料TspTmTRVRF , Tiu(t)普通的单回路控制系统被控变量：温度、压力、流量、液位或料位、成分与物性等六大参数；被控变量：温度、压力、流量、液位或料位、成分与物性等六大参数；控制器Gc (s)执行器Gv (s)控制通道Gp (s)测量变送Gm (s)设定值ysp偏差 e+_控制变量u操纵变量q被控变量y测量值ym扰动 D干扰通道GD (s)+被控对象“广义对象

3、的概念控制器GC (s)执行器GV (s)控制通道GP (s)测量变送Gm (s)ysp(t)+_u(t)q(t)扰动D(t)干扰通道GD (s)+广义对象y(t)ym (t)过程控制系统的重要术语l 被控变量/受控变量/过程变量lControlled Variable - CV, Process Variable - PVl 设定值/给定值l(Setpoint - SP, Setpoint Value - SV )l 支配变量/操作变量 (Manipulated Variable, MV)l 扰动/扰动变量 (Disturbance Variable, DV)l 对控制器而言，丈量/丈量信号

4、 (Measurement ) ，控制/控制信号/控制变量Control Variable 控制系统的目的l 过程控制系统的目的：过程控制系统的目的：l在扰动存在的情况下，经过调理支配变量使在扰动存在的情况下，经过调理支配变量使被控变量坚持在其设定值。被控变量坚持在其设定值。l 运用过程控制系统的主要缘由：运用过程控制系统的主要缘由：l1平安性：确保消费过程中人身与设备平安性：确保消费过程中人身与设备的平安，维护或减少消费过程对环境的影响；的平安，维护或减少消费过程对环境的影响；l2稳定性：确保产质量量与产量的长期稳定性：确保产质量量与产量的长期稳定，以抑制各种外部干扰；稳定，以抑制各种外部干

5、扰；l3经济性：实现效益最大化或本钱最小经济性：实现效益最大化或本钱最小化。化。控制系统的分类l 定值控制Regulatory Control, “调理控制与伺服控制Servo Control, “跟踪控制l对照举例：延续过程与间歇过程Batch Processes或飞行控制。l 前馈控制Feedforward Control与反响控制Feedback Controll对照举例：热交换器的出口温度控制。控制系统的分类续l 开关量控制Switch Control与延续量控制Continuous Controll举例：空调器的控制l 延续时间控制Continuous-Time Control与离散

6、时间控制Discrete-Time Control, 也称“采样控制/“数字控制l举例：计算机控制系统l 多变量控制与单变量多回路控制l 线性控制与非线性控制等控制系统的设计与实施l 确定控制目的：根据消费过程平安性、经济确定控制目的：根据消费过程平安性、经济性与稳定性的要求，针对详细工业对象确定性与稳定性的要求，针对详细工业对象确定控制目的；控制目的；l 选择被控变量：选择与控制目的直接或间接选择被控变量：选择与控制目的直接或间接相关的可丈量参数作为控制系统的被控变量；相关的可丈量参数作为控制系统的被控变量；l 选择操作变量：从一切可操作变量中选择适选择操作变量：从一切可操作变量中选择适宜的

7、操作变量，要求对被控变量的调理作用宜的操作变量，要求对被控变量的调理作用尽能够大而快；尽能够大而快；l 确定控制方案：当被控变量与操作变量多于确定控制方案：当被控变量与操作变量多于1个时，既可以直接用个时，既可以直接用MIMO多输入多输出多输入多输出控制方案；也可以将系统分解成几个控制方案；也可以将系统分解成几个SISO单输入单输出子系统再进展设计当然单输入单输出子系统再进展设计当然这里存在最正确分解问题。这里存在最正确分解问题。控制系统的设计与实施续l 调理阀的选择：根据被控变量与操作变量的调理阀的选择：根据被控变量与操作变量的工艺条件及对象特性，选择适宜大小与流量工艺条件及对象特性，选择适

8、宜大小与流量特性的调理阀；特性的调理阀；l 控制算法的选择：根据控制方案选择适宜的控制算法的选择：根据控制方案选择适宜的控制算法。通常对于控制算法。通常对于SISO系统，系统，PID控制算控制算法能满足大部分情况；而对于法能满足大部分情况；而对于MIMO系统，可系统，可采用的控制算法很多，但普通都需求对象模采用的控制算法很多，但普通都需求对象模型，仅适用于计算机控制系统。型，仅适用于计算机控制系统。l 控制系统的调试和投用：控制系统安装终了控制系统的调试和投用：控制系统安装终了后，按控制要求检查和调整各控制仪表和设后，按控制要求检查和调整各控制仪表和设备的任务情况备的任务情况(包括控制器参数的

9、在线整定包括控制器参数的在线整定)，依次将其投入运转。依次将其投入运转。举例：精馏塔控制系统LCTC进料LCFCFC精馏塔加热蒸汽塔底产品塔顶产品控制目的CV、MV选择控制系统调试与投用控制方案控制算法常用控制算法lPID类包括：单回路类包括：单回路PID、串级、前馈、串级、前馈、均匀、比值、分程、选择或超驰控制等，均匀、比值、分程、选择或超驰控制等，l特点：主要适用于特点：主要适用于SISO系统、根本上不系统、根本上不需求对象的动态模型、构造简单、在线调整需求对象的动态模型、构造简单、在线调整方便方便lAPC类先进控制方法，包括：解耦控制、类先进控制方法，包括：解耦控制、内模控制、预测控制、

10、自顺应控制等，内模控制、预测控制、自顺应控制等，l特点：主要适用于特点：主要适用于MIMO或大纯滞后或大纯滞后SISO系统、需求动态模型、构造复杂、在系统、需求动态模型、构造复杂、在线计算量大。线计算量大。lPID Proportional Integral Differential 比比例积分微分例积分微分lAPC Advanced Process Control 先进控制先进控制控制系统的简单引见简单控制算法PID的根本原理简单控制前馈控制串级控制被控对象动态建模方法l 机理建模l原理：根据过程的工艺机理，写出各种有关的平衡方程，如物料平衡、能量平衡等，以及反映流体流动、传热、传质等根本规

11、律的运动方程，由此获得被控对象的动态数学模型。l特点：概念明确、适用范围宽，要求对该过程机理明确。l 测试建模l原理：对过程的输入包括控制变量与扰动变量施加一定方式的鼓励信号，如阶跃、脉冲信号等，同时记录相关的输入输出数据，再对这些数据进展处置，由此获得对象的动态模型。l特点：无需深化了解过程机理，但适用范围小，模型准确性有限。传送函数1引言22( )( )( )( )cccrd utd utL CR Cututd td t( )( )cryutuut2(1)( )( )crL C DR C Dvtut系统的微分方程模型2( )( )()( )( )11cruty tG Du tutLC DR

12、C D用D表示求微分算子找出输入和输出之间关系图1传送函数1引言实践如何得到上述有理式描画呢？ 如今对上述微分方程两端进展拉氏变换，并思索电容上的如今对上述微分方程两端进展拉氏变换，并思索电容上的初始电压初始电压uc(0)，得，得: 2( )( )( )( )( )11crusy sG su susLCsRCs2(1)()()crL C sR C susus可以用来求输出的时域动态变化l对传送函数作如下表述：对传送函数作如下表述： (引出数学工具引出数学工具1)l 线性或线性化定常系统在零初始条件线性或线性化定常系统在零初始条件下，输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变下，输出量的拉氏变换与输入量的

13、拉氏变换之比称为传送函数。换之比称为传送函数。传送函数2定义 普通地，假设线性定常系统由下述普通地，假设线性定常系统由下述n阶微分方程描画：阶微分方程描画：1110111101ddd( )( )( )( )dddddd( )( )( )( )dddnnnnnnmmmmmmac tac tac ta c ttttbr tbr tbr tb r tttt (1)式中式中c(t)是系统输出量，是系统输出量，r(t)是系统输入量，是系统输入量，a0，a1， an，b0，b1，bm是与系统构造参数有关的常系数。是与系统构造参数有关的常系数。 令令C(s)=Lc(t)，R(s)=Lr(t)，在初始条件为零

14、时，对式，在初始条件为零时，对式(9)进展拉氏变换，进展拉氏变换，可得到可得到s的代数方程：的代数方程：ansn+an-1sn-1+a1s+a0C(s)=bmsm+bm-1sm-1+b1s+b0R(s)传送函数2定义 (2)由传送函数的定义，由式由传送函数的定义，由式(1)描画的线性定常系统的传送函数：描画的线性定常系统的传送函数：式中式中 M(s)= bmsm+bm-1sm-1+b1s+b0为传送函数的分子多项式；为传送函数的分子多项式； D(s)= ansn+an-1sn-1+a1s+a0为传送函数的分母多项式。为传送函数的分母多项式。11101110( )( )( )( )( )mmmm

15、nnnnb sbsbsbC sM sG sR sa sasa saD s(3) 传送函数是在初始条件为零或称零初始条件时定义的。控制系统的零初传送函数是在初始条件为零或称零初始条件时定义的。控制系统的零初始条件有两方面的含义，一系统输入量及其各阶导数在始条件有两方面的含义，一系统输入量及其各阶导数在t=0时的值均为零；二系时的值均为零；二系统输出量及其各阶导数在统输出量及其各阶导数在t=0时的值也为零。时的值也为零。 传送函数2定义 从线性定常系统传送函数的定义式从线性定常系统传送函数的定义式(3)可知，传送函数具有可知，传送函数具有以下性质：以下性质： 1. 传送函数是复变量传送函数是复变量

16、s的有理真分式函数，分子的阶数的有理真分式函数，分子的阶数m低于或等于分母的阶数低于或等于分母的阶数n mn ，且一切系数均为实数，且一切系数均为实数。 2. 传送函数只取决于系统和元件的构造和参数，与外作用传送函数只取决于系统和元件的构造和参数，与外作用及初始条件无关。及初始条件无关。1212()()()( )( )( )()()()mnszszszC sG skR sspspsp (4) 3. 传送函数的零、极点分布图也表征了系统的动态性能。将式传送函数的零、极点分布图也表征了系统的动态性能。将式(10)中分子多项中分子多项式及分母多项式因式分解后，写为如下方式：式及分母多项式因式分解后，

17、写为如下方式：传送函数3性质l 式中式中k为常数，为常数，-z1,-zm为为传送函数分子多项式方程的传送函数分子多项式方程的m个根，称为传送函数的零个根，称为传送函数的零点；点；-p1,-pn为分母多项式为分母多项式方程的方程的n个根，称为传送函数个根，称为传送函数的极点。的极点。l 普通普通zi, pi可为实数，也可为可为实数，也可为复数，且假设为复数，必共复数，且假设为复数，必共轭成对出现。将零、极点标轭成对出现。将零、极点标在复平面上，那么得传送函在复平面上，那么得传送函数的零极点分布图，如图数的零极点分布图，如图2所所示。图中零点用示。图中零点用“O表示表示，极点用，极点用“ 表示。表

18、示。 G(s)=()()ssss22322图图2 零极点分布图零极点分布图传送函数3性质5. 传送函数无法全面反映信号传送通路中的中间变量。多输入多输出系统各变传送函数无法全面反映信号传送通路中的中间变量。多输入多输出系统各变量间的关系要用传送函数阵表示。量间的关系要用传送函数阵表示。 4. 假设取式假设取式(4)中中s = 0，那么：，那么：00(0)bGa00a cb r00bcra或或 b0 /a0恰为输出输入时静态比值。恰为输出输入时静态比值。 常称为传送系数或静态放大系数。从微分方程式常称为传送系数或静态放大系数。从微分方程式(9) (9) 看，看，s=0s=0相当于一切相当于一切导

19、数项为零，方程蜕变为静态方程导数项为零，方程蜕变为静态方程传送函数3性质控制系统从动态性能或数学模型来看可分成为以下几种根控制系统从动态性能或数学模型来看可分成为以下几种根本环节，也就是典型环节。本环节，也就是典型环节。 图图 3(a)所示为一电位器，输入量和输出量关系如图所示为一电位器，输入量和输出量关系如图 3(b)所示。所示。 比例环节比例环节 图图3(a)图图3(b)比例环节的传送函数为：比例环节的传送函数为：G(s)= K 输出量与输入量成正比，比例环节又称为无输出量与输入量成正比，比例环节又称为无惯性环节或放大环节。惯性环节或放大环节。 一比例环节一比例环节传送函数4典型环节二惯性

20、环节二惯性环节传送函数为如下方式的环节为惯性环传送函数为如下方式的环节为惯性环节：节： 当环节的输入量为单位阶跃当环节的输入量为单位阶跃函数时，环节的输出量将按指函数时，环节的输出量将按指数曲线上升，具有惯性，如图数曲线上升，具有惯性，如图4(a)所示。所示。 图图4惯性环节惯性环节( )1KG sTs式中式中 K环节的比例系数；环节的比例系数； T环节的时间常数。环节的时间常数。三积分环节三积分环节 它的传送函数为它的传送函数为:1( )G sTs 当积分环节的输入为单位阶跃函数时，当积分环节的输入为单位阶跃函数时，那么输出为那么输出为t/T，它随着时间直线增长。，它随着时间直线增长。T称为

21、积分时间常数。称为积分时间常数。T很大时惯性环节的很大时惯性环节的作用就近似一个积分环节。作用就近似一个积分环节。 图图 7(b)为积分调理器。积分时间常数为积分调理器。积分时间常数为为RC。图图5积分环节积分环节四微分环节四微分环节理想微分环节传送函数为理想微分环节传送函数为: :G(s) = T s * 输入是单位阶跃函数输入是单位阶跃函数1(t)时，理想微分环节的输出为时，理想微分环节的输出为c(t)=T(t)，是个脉冲，是个脉冲函数。函数。 理想微分环节的实例示于图理想微分环节的实例示于图 6(a)、(b)。其中。其中(a)为测速发电机。图中为测速发电机。图中(b)为微为微分运算放大器

22、。分运算放大器。在实践系统中，微分环节常带有惯性，它的传送函数为：在实践系统中，微分环节常带有惯性，它的传送函数为：12( )1T sG sT s 它由理想微分环节和惯性环节组成，如图它由理想微分环节和惯性环节组成，如图6(c)6(c)、(d)(d)所示。在低频时近似所示。在低频时近似为理想微分环节，否那么就有为理想微分环节，否那么就有* *式的传送函数。式的传送函数。图图6 微分环节微分环节 四微分环节四微分环节五振荡环节五振荡环节振荡环节的传送函数为：振荡环节的传送函数为： 222221( )212nnnG sT sT sss 式中式中: wn -无阻尼自然振荡频率，无阻尼自然振荡频率，w

23、n=1/T； 阻尼比，阻尼比，0 1。图图9所示为单位阶跃函数作用所示为单位阶跃函数作用下的呼应曲线。下的呼应曲线。图图7 振荡环节的单位阶跃呼应曲线振荡环节的单位阶跃呼应曲线六延滞六延滞(delay,纯滞后纯滞后)环节环节 延滞环节是线性环节，延滞环节是线性环节， t 称为延滞时间又称称为延滞时间又称死时死时deadtime。具有延滞环节的系统叫做延滞。具有延滞环节的系统叫做延滞系统。系统。 如图如图8所示，当输入为阶跃信号，输出要隔一定所示，当输入为阶跃信号，输出要隔一定时间时间t 后才出现阶跃信号，在后才出现阶跃信号，在01t 内，输出内，输出为零。为零。图图8 延滞环节延滞环节 延滞环

24、节的传送函数可求之如下：延滞环节的传送函数可求之如下：c(t)= r(tt)()00( )()d( )d ( )stssC sr tetreeR s 其拉氏变换为其拉氏变换为: :式中式中x = t-t，所以延滞环节的传送函数为，所以延滞环节的传送函数为:系统具有延滞环节对系统的稳定性不利，延滞越大，影响越大。系统具有延滞环节对系统的稳定性不利，延滞越大，影响越大。( )sG se传送函数5意义进一步描画l 控制系统的微分方程是在时域描画系统动态性能的数学控制系统的微分方程是在时域描画系统动态性能的数学模型，在给定外作用及初始条件下，求解微分方程可以模型，在给定外作用及初始条件下，求解微分方程

25、可以得到系统的输出呼应。但系统中某个参数变化或者构造得到系统的输出呼应。但系统中某个参数变化或者构造方式改动，便需求重新列写并求解微分方程。方式改动，便需求重新列写并求解微分方程。l 传送函数：对线性常微分方程进展拉氏变换，得到的系传送函数：对线性常微分方程进展拉氏变换，得到的系统在复数域的数学模型为传送函数或是利用微分算子统在复数域的数学模型为传送函数或是利用微分算子，得到系统的微分算子方式传送函数，得到系统的微分算子方式传送函数l 传送函数不仅可以表征系统的动态特性，而且可以传送函数不仅可以表征系统的动态特性，而且可以研讨系统的构造或参数变化对系统性能的影响。研讨系统的构造或参数变化对系统

26、性能的影响。l 传送函数是经典控制实际中最根本也是最重要的概传送函数是经典控制实际中最根本也是最重要的概念念 传送函数只取决于系统的构造与参数，与输入变量方传送函数只取决于系统的构造与参数，与输入变量方式无关；它不反映系统内部的信息，也不反映系统的初式无关；它不反映系统内部的信息，也不反映系统的初始条件；始条件；它是输入输出模型的表现方式可以是时域的表达，它是输入输出模型的表现方式可以是时域的表达，更多是复域方式。传送函数可与时域微分方程、形状方更多是复域方式。传送函数可与时域微分方程、形状方程相互转换；程相互转换；视回路能否闭合，分为闭环传送函数与开环传送函数。视回路能否闭合，分为闭环传送函

27、数与开环传送函数。传送函数5意义进一步描画纯比例控制器 控制器增益 Kc或比例度对系统性能的影响：增益 Kc 的增大或比例度下降，使系统的调理作用加强，但稳定性下降当系统稳定时，调理频率提高、最大偏向下降；0)()(uteKtuc%100*1cKPID控制器1比例增益对控制性能的影响比例积分控制器l 积分时间Ti 对系统性能的影响l引入积分作用的根本目的是为了消除稳态余差，但使控制系统的稳定性下降。当积分作用过强时即Ti 过小，能够使控制系统不稳定。00)1(uedtTeKutic)11 ()(sTKsGiccPID控制器2积分作用对控制性能的影响理想的比例积分微分控制器 微分时间Td 对系统

28、性能的影响微分作用的加强即Td 增大，从实际上讲使系统的超前作用加强，稳定性得到加强，但高频噪声起放大作用。对于丈量噪声较大的对象，需求引入丈量信号的平滑滤波；而微分作用主要适宜于特性一阶滞后较大的广义对象，如温度、成份等。001)(udtdeTedteKudtTci)11 ()(sTsTKsGdiccPID控制器微分作用对控制性能的影响问题：控制造用的变化过大，对噪声敏感，如何抑制？实践的比例积分微分控制器1111)(sATsTsTKsGdddicc其中Ad 为微分增益SimuLink 构造:PID控制器计算机实现0( )( )( )( )(1)ksDCDiIsTTu kKe ke iKe

29、ke kTT0( )( )( )( )(1)kCIDiu kK e kKe iKe ke kl 控制器增益 Kc或比例度l增益 Kc 的增大或比例度下降，使系统的调理作用加强，但稳定性下降；l 积分时间Til积分作用的加强即Ti 下降，使系统消除余差的才干加强，但控制系统的稳定性下降；l 微分时间Tdl微分作用加强即Td 增大，可使系统的超前作用加强，稳定性得到加强，但对高频噪声起放大作用，主要适宜于特性滞后较大的广义对象，如温度对象等。PID参数对控制性能的影响CSTR实例分析 - 延续搅拌釜式反响器CSTR实例- 模型AinAinAAdCVF CFCkVCdt12ccinPPinAcccP

30、cF(TT)dTV CF C (TT )kVCHFdtFCCSTR实例-输入流扰动P控制01002003004005006007008000.511.5tF(m3/min)Fc(i+1)=15+Kc(368.25-T(i)01002003004005006007008001.522.5t)CAin0100200300400500600700800369370371tTin(K)0100200300400500600700800141516tFc(m3/min)0100200300400500600700800364365366tTc(K)01002003004005006007008000.6

31、0.81tCa(kmol/m3)0100200300400500600700800367368369tT(K)CSTR实例-输入流扰动I控制01002003004005006007008000.511.5tF(m3/min)Fc(i+1)=Fc(i)+KC*(368.25-T(i)*delta0100200300400500600700800123t)CAin0100200300400500600700800369370371tTin(K)0100200300400500600700800101520tFc(m3/min)0100200300400500600700800364365366tT

32、c(K)01002003004005006007008000.60.81tCa(kmol/m3)0100200300400500600700800367368369tT(K)控制器的控制器的“正反作用选择正反作用选择n 定义：当被控变量的丈量值增大时，控制器的输出也增大，那么该控制器为定义：当被控变量的丈量值增大时，控制器的输出也增大，那么该控制器为“正作用；否那么，当丈量值增大时，控制器输出反而减少，那么该控制器为正作用；否那么，当丈量值增大时，控制器输出反而减少，那么该控制器为“反作用。反作用。n 选择要点：使控制回路成为选择要点：使控制回路成为“负反响系统。选择方法为：负反响系统。选择方

33、法为：n1假设检验法，先假设控制器的作用方向，再检查控制回路能否成为假设检验法，先假设控制器的作用方向，再检查控制回路能否成为“负负反响系统；反响系统；n2回路判别法，先画出控制系统的方块图，并确定回路除控制器外的各环回路判别法，先画出控制系统的方块图，并确定回路除控制器外的各环节作用方向，再确定控制器的正反作用。节作用方向，再确定控制器的正反作用。控制器的作用方向选择：控制器的作用方向选择：假设检验法假设检验法假设温度控制器为正作用，即：Tm u；那么TC进料出料燃料TTmTspRfuTmuRfTTm结论：该控制器的作用方向不能为正作用，而应为反作用结论：该控制器的作用方向不能为正作用，而应

34、为反作用.控制器的作用方向选择：控制器的作用方向选择：回路判别法回路判别法温度控制器( ? )Tspe(t)+_Tm(t)+温度测量变送( + )燃料控制阀( + )T(t)u(t)Rf (t)加热炉控制通道( + )D(t)回路判别法的要点：1反响回路中负增益环节包括比较器数为奇数；2对控制器而言，“正作用是指Tm u。PID控制器设计1工业PID控制器的选择*1：当工业对象具有较大：当工业对象具有较大的滞后时，可引入微分作的滞后时，可引入微分作用；但假设丈量噪声较大，用；但假设丈量噪声较大，那么应先对丈量信号进展那么应先对丈量信号进展一阶或平均滤波。一阶或平均滤波。PID控制器设计工业工业

35、PID控制器参数的整定控制器参数的整定阅历法临界比例度法呼应曲线法Ziegler-Nichols参数整定法1/4准那么控制系统的简单引见简单控制算法PID的根本原理简单控制前馈控制串级控制前馈控制的概念前馈控制的概念D1Dn前馈控制器对象uyD1，Dn为可测扰动；u，y分别为被控对象的操作变量与受控变量。前馈思想：在扰动还未影响输出以前，直接改动操作变量，以使输出不前馈思想：在扰动还未影响输出以前，直接改动操作变量，以使输出不受或少受外部扰动的影响。受或少受外部扰动的影响。前馈与反响控制系统举例蒸汽凝液进料TRVRFTspTmu(t)Ti前馈控制器TC蒸汽凝液进料TspTmTRVRF , Ti

36、u(t)蒸汽凝液进料TRVRFTspTmu(t)Ti前馈/反馈控制器前馈控制l 引入前馈控制的能够运用场所：l1主要被控量不可测；l2虽然被控量可测，但控制系统所受的干扰严重，常规反响控制系统难以满足要求。l 运用前馈控制的前提条件：l1主要干扰可测；l2干扰通道的呼应速度比控制通道慢，至少应接近；l3干扰通道与控制通道的动态特性变化不大。前馈控制方块图前馈控制方块图u (t)、y (t) 分别表示控制变量与被控变量； d (t) 表示某一外部干扰;GYD(s)、GYC(s)分别为干扰通道与控制通道的动态特性； GFF(s)为前馈控制器的动态特性。控制目的：0)()()()()(sGsGsGsDsYYCFFYDGYD (s)d(t)GFF (s)GYC (s)y(t)u(t)前馈不变性原理前馈不变性原理l 动态不变性：在扰动动态不变性：在扰动d(t)的作用下，被控量的作用下，被控量y(t) 在整个过渡过程中一直坚持不变，称系统对于在整个过渡过程中一直坚持不变，称系统对于扰动扰动d(t)具有动