前馈一反馈控制及应用场合
前面已经谈到,前馈与反馈控制的优缺点是相对应的。若把其组合起来,取长补短,使前馈控制用来克服王要干扰,反馈控制用来克服其他的多种干扰,两者协同工作,一定能提高控制质量。
图8-3-2所示的换热器前馈控制系统,仅能克服由于进料量变化对被控变量θ的影响。如果还同时存在其他干扰,例如进料温度、蒸汽压力的变化等,它们对被控变量θ的影响,通过这种单纯的前馈控制系统是得不到克服的。因此,往往用“前馈”来克服主要干扰,再用“反馈”来克服其他干扰,组成如图8-3-7所示的前馈-反馈控制系统。
图中的控制器FC起前馈作用,用来克服由于进料量波动对被控变量的影响,而温度控制器TC起反馈作用,用来克服其他干扰对被控变量θ的影响,前馈和反馈控制作用相加,共同改变加热蒸汽量,以使出料温度θ维持在给定值上。
图8-3-8是前馈-反馈控制系统的方框图。从图可以看出,前馈-反馈控制系统虽然也有两个控制器,但在结构上与串级控制系统是完全不同的。串级控制系统是由内、外(或主、副)两个反馈回路所组成;而前馈一反馈控制系统是由一个反馈回路和另一个开环的补偿回路叠加而成。
前馈控制主要的应用场合有下面几种:
(1)干扰幅值大而频繁,对被控变量影响剧烈,仅采用反馈控制达不到要求的对象。
(2)主要干扰是可测而不可控的变量。所谓可测,是指干扰量可以运用检测变送装置将其在线转化为标准的电或气的信号。但目前对某些变量,特别是某些成分量还无法实现上述转换,也就无法设计相应的前馈控制系统。所谓不可控,主要是指这些干扰难以通过设置单独的控制系统予以稳定,这类干扰在连续生产过程中是经常遇到的.其中也包括一些虽能控制但生产上不允许控制的变量,例负荷量等。
(3)当对象的控制通道滞后大,反馈控制不及时,控制质量差,可采用前馈或前馈-反馈控制系统,以提高控制质量。
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