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文档简介

不变性原理控制系统的被控量与扰动量绝对无关或者在一定准确度下无关几种不变性绝对不变性误差不变性稳态不变性选择不变性基于不变性原理组成的自动控制系统成为前馈控制系统6.2.1基本概念§6.2前馈控制

直接按扰动而不是按偏差进行控制。干扰发生后，被控量还未显现出变化之前，控制器就产生了控制作用。这种前馈控制系统对干扰的克服要比反馈控制系统及时得多。1、技术思路例6.1锅筒锅炉水位控制系统IG*=ID+IL-5.0IDIG*ILIG图6.3前馈控制系统(1)、检测：前馈控制测干扰；反馈控制测被控量。

(2)、效果：克服干扰，前馈控制及时，理论上可实现完全补偿；反馈控制不及时。

(3)、经济性：克服干扰，前馈控制只能一对一，不如反馈控制经济。

(4)、稳定性：前馈为开环，不存在此问题；反馈则不同，稳定性与控制精度是矛盾的。2、前馈与反馈的比较

控制器的输出仅仅是输入F的函数，与时间t无关。在图4-12中，令前馈控制器传函满足下式即可：6.2.2静态前馈控制静态前馈的含义例6.2列管换热器的前馈控制其中Ma为扰动量，T2为出口温度，WO(s)为控制通道的传递函数,Wf(s)为前馈通道的传递函数,Wd(s)为干扰通道的传递函数。

补偿过程如下图所示。

可实现对扰动的完全补偿，使被控量成为对扰动绝对不灵敏的系统。（不变性原理）前馈控制与数学模型的关系二、动态前馈控制

静态前馈控制只能有效抑制静态偏差；动态前馈控制不但能有效抑制静态偏差；而且能有效抑制动态偏差。1、问题及办法2、原理：如下图，其中Gff(S)非纯比例环节。1）动态补偿器设计2）简单动态补偿器：导前-滞后环节

动态前馈控制能显著提高系统的控制质量，但结构和参数整定均比较复杂。只适用于控制精度要求很高、反馈与静态前馈难于满足时。6.2.4前馈-反馈控制系统亦称为前馈--反馈控制系统。1、方法的提出

前馈控制是有局限性的：①对补偿结果无法检测；②难以对每个干扰均设计一套前馈控制装置；③一个固定的前馈模型难以获得良好的控制质量。3、特点及适用性前馈-反馈控制系统方框图

复合控制的好处：既发挥了前馈校正及时的优点，又保持了反馈控制能抑制多个干扰并对被控量始终给予检验的长处。2、组成原理及结构图:

当负荷变化时……

对于前馈控制未能完全消除的偏差，以及未能引入前馈控制的其他干扰(如物料进口温度、蒸汽压力等)……

3、特点①实现前馈控制作用的完全补偿的条件不变。（令Y(s)/F(s)=0即可。）②不会因引入前馈控制而影响反馈控制的稳定性。4、前馈--反馈控制的优点①只需对主要的干扰采用前馈补偿，大大简化了原来的纯前馈控制系统。②降低了对前馈控制精度的要求，为工程上实现简单的前馈补偿创造了条件。③比纯反馈控制具有控制精度高、温度速度快的特点。因而是前馈控制中广泛应用的控制系统。

为了保证前馈控制的精度，常希望控制阀灵敏、线性等；采用串级控制系统可满足以上要求。

四、前馈--串级控制系统1、方法的提出2

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