前馈控制.docx

1、前馈控制第7章 前馈控制图7.1这个控制系统具体表达了向前的信息流7.1按过程模型构成控制系统 液位和压力系统 图7.2汽包锅炉中的给水流量被设置成等于蒸汽流量液位均匀控制 图7.3对液位调节器的输出和设定值同时加前馈，可使流出量的平稳性最佳温度和成分系统 应用于换热器 图7.4前馈控制系统要计算出正确的蒸汽流量以适应当时的热负荷图7.5实现稳态热平衡需要三部分计算图7.6如果稳态的热平衡计算是正确的，那么负荷变化之后，温度将会回到设定值7.2比值控制系统图7.7用两个变量的比值作为调节器的输入，就把除法器包括在闭合回路中图7.8所推荐的这种比值控制结构具有在闭合回路之外的比值计算流量比值控制

2、图7.9以串级的方式设定两个流量的比值，用以控制混合物的成分数字式混合系统图7.10任何一个调节器的输出达到阀位调节器的整定值时，都会选通主振荡器的信号图7.11流量控制会产生体积偏差图7.12第二个积分动作用一个等量的盈余来抵消体积的差额，但回路要花费较长的时间才能达到稳态7.3动态补偿的应用确定过程对控制的要求图7.13当两个输入通道的动态环节不同时，就需要进行补偿图7.14没有动态补偿时，将产生一个持续时间等于两个迟延时间之差的瞬态过程图7.15图7.16图7.17图7.18动态补偿器图7.19动态补偿器的调整图7.20图7.217.4引入反馈反馈的作用在何处引入反馈图7.22用反馈调节

3、器来设置前馈系统的设定值图7.23 如果设定值响应比较重要，应该也把设定值送给前馈回路图7.24 一个完整的热交换器控制系统包括动态补偿和一个具有抗积分饱和的反馈调节器相互适应7.5经济方面的考虑7.6小结参考文献1. Luyben, W. L., and P. S. Buckley, “A ProportionalLag Level Controller,” InTech, December 1977.2. MacDonald, K. A., T. J. McAvoy, and A. Tits, “Optimal Averaging Level Control,” AIChE J., Jan

4、uary 1986.3. Shinskey, F.G., “Feedforward Control Applied,” ISA J., November 1963.4. Samson, J. E., “Improvements in or Relating to Automatic Force Balance Apparatus,” Br. Patent 860, 485, February 8, 1961.5. Bristol, E. H., and P.D. Hansen, “Moment Projection Feedforward Control Adaptation,” Proc.

5、1987 American Control Conference, pp. 17551762.6. Shinskey, F. G., “From Process Knowledge to Computer Control,” Proc. Third Pacific Area Chemical Engineering Congress, Seoul, May 58, 1982.习题7.1在热交换器控制系统中，当蒸汽和液体的流量以满刻度的百分比计相等时，液体的温度将提高100。在这样的工况下，2%的蒸汽流量误差在50%和25%负荷下会引起多大的偏差？7.2就上述同样的过程，液体侧的迟延和时间常数分

6、别为0.2min和2.0min，蒸汽侧的迟延和时间常数分别为0.5min和4.0min，流量均为50%，试估计在未经动态补偿的前馈控制下，液体的流量从40%阶跃变化到50%，并又回到40%时的峰值误差和误差积分的大小。7.3对上述过程，流量为50%时，请给出一组动态补偿器的整定值，并估计在这种补偿的作用下，液体的流量从40%阶跃变化到50%，然后又回到40%时的误差积分的大小。7.4在闭合环路中，利用一个除法器来控制流量比值，其中调节流量是分子。利用一个在恒定的压降下工作的线性阀，整定调节器，使流量为50%且流量比等于1.0时形成41幅度衰减振荡。不可控的流量为多大时，回路将变成等幅振荡？流量比为多大时，回路也将变成等幅振荡？将阀门换成等百分比阀门，并重复上述计算。等百分比阀门一般都能满足这种控制问题的需要吗？7.5一个流量回路的自然周期为1.6s。为了控制体积，利用一种混合系统对流量进行积分。试估计这种体积回路的自然周期，以及回路所用的PI调节器积分时间的最佳值分别为多少。7.6在图7.9所示的系统中，成分回路的增益随不可控流量成正比变化，它能用于图中所描述的过程吗？它能用于搅拌槽吗？