过程控制第6章前馈控制系统.ppt

过程控制Process Control 上篇 过程控制系统 第6章 前馈控制系统 第6章 前馈控制系统 6.5 前馈控制系统的选用原则及系统设计 2.参数整定 前馈控制模型的参数取决于对象特性，并在建模时予以确定。但是，由于对象特性的测试精度、测试工况与在线工况的差异，以及前馈装置的制作精度等因素的影响，使得控制效果并不会那么理想。因此，必须对前馈模型进行在线整定。 在整定前馈-反馈控制系统时，反馈回路和前馈控制要分别整定。当整定反馈回路时，只考虑使反馈形成的闭合回路具有适当的稳定裕量，而不必考虑前馈部分；当整定前馈装置时，不考虑反馈控制所引起的稳定性问题。 6.6.1 锅炉汽包水位控制系统 影响因素： 蒸汽用量（不可控）； 给水流量（做控制参数） 问题：“虚假水位”…… →影响控制效果。 解决方案：蒸汽流量为前馈信号，给水流量为副参数，汽包水位为主参数→前馈－串级控制系统 锅炉是火力发电的重要设备，汽包水位是关键参数 第6章 前馈控制系统 6.6 前馈控制系统的应用实例 6.6 前馈控制系统的应用实例 6.6.2 蒸发过程浓度控制系统 初始浓度为50％的葡萄糖液，用泵送入升降膜式蒸发器，经蒸汽加热蒸发至73％的葡萄糖液，然后送至下一道工序。由工艺可知，在给定压力下，溶液浓度与溶液沸点与水沸点之温差有较好的单值对应关系，故以温差为间接质量指标作为被控参数以反映浓度的高低。 控制方案：蒸汽流量为前馈信号、温差为反馈信号、进料溶液为控制参数的前馈-反馈复合控制系统 蒸发工艺在轻工、化工中应用广泛。 干扰因素：进料溶液浓度、温度、流量， 加热蒸汽压力、流量 进料 第6章 前馈控制系统 6.6 前馈控制系统的应用实例 注意：前馈-反馈与串级控制的区别 共同点：测取对象的两个信息，采用两个控制装置， 在结构形式上具有一定的共性。 不同点： 1.串级：由内、外两个反馈回路组成。 前馈-反馈：一个反馈回路和一个开环补偿回路叠加而成。 2.串级：副参数是反映主参数的中间变量，控制作用对它 产生明显的调节效果。 前馈-反馈：前馈输入量是对主参数有显著影响的干扰量， 是完全不受控制作用的独立变量。 3.前馈调节器与串级中的副调节器担负着不同的功能。 第6章 前馈控制系统 6.6 前馈控制系统的应用实例 c 燃料 出口 原料油 T1C T2C 燃料 出口 原料油 GFF TC + 加热炉的两种控制系统 （a）串级控制系统 主参数：出口温度 副参数：炉膛温度 调节量：燃料流量 （b）前馈-反馈控制系统 被调参数：出口温度 前馈输入：原料油量 调节参数：燃料流量 第6章 前馈控制系统 6.6 前馈控制系统的应用实例 c 燃料 出口 原料油 T1C T2C 加热炉的两种控制系统 燃料 出口 原料油 FC TC 问题：试说明系统的类型。 第6章 前馈控制系统 6.6 前馈控制系统的应用实例 本章结束！ * * 本章要点 ◇ 前馈控制的基本原理 ◇ 前馈控制系统的结构形式及特点 ◇ 前馈控制规律的实施 ◇ 前馈控制系统的设计与应用 本章学习目标 ◇ 掌握前馈控制的基本概念及原理 ◇ 掌握前馈控制系统的结构及特点 ◇ 理解前馈控制系统的设计方法及适用场合 ◇ 了解前馈控制系统的整定方法 第6章 前馈控制系统 6.1 前馈控制的基本原理 6.2 前馈控制系统的特点 6.3 前馈控制系统的结构形式 6.4 前馈控制规律及其实施 6.5 前馈控制系统的选用原则及系统设计 6.6 前馈控制系统应用实例 6.1 前馈控制的基本原理 前馈控制是基于不变性原理发展起来的一种特殊控制规律。 第6章 前馈控制系统 6.1 前馈控制的基本原理 不变性原理：控制系统的被调量与扰动量绝对无关或者在一定准确度下无关，也即被调量完全独立或基本独立。 被调量y(t)的不变性可表示为 当 时， 即被调量y (t)与干扰Di (t)独立无关。 （i=1，2，… n） 反馈控制 反馈控制特点 优点：按偏差进行调节，不考虑干扰类型。 缺点：信号传递周期长，控制不及时， 控制质量较差。 第6章 前馈控制系统 6.1 前馈控制的基本原理 前馈控制 前馈控制特点 优点：按扰动进行调节，控制及时，理论