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前馈控制系统

时间:2015-02-07 12:17来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
一、前馈控制系统特点 ①前馈控制器是按是按照干扰的大小进行控制的,称为扰动补偿。如果补偿精确,被调变量不会变化,能实现不变性控制。 ②前馈控制是开环控制,控制作用几乎与干扰同步产生,是事先调节,速度快。 ③前馈控制器的控制规律不是PID控制,是
   一、前馈控制系统特点

    ①前馈控制器是按是按照干扰的大小进行控制的,称为“扰动补偿”。如果补偿精确,被调变量不会变化,能实现“不变性”控制。

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    ②前馈控制是开环控制,控制作用几乎与干扰同步产生,是事先调节,速度快。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    ③前馈控制器的控制规律不是PID控制,是由对象特性决定的。

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    ④前馈控制只对特定的干扰有控制作用(专用性),对其它干扰无效。 本文来自www.eadianqi.com

    二、前馈调节器的算法形式

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    前馈控制理论基础是“不变性原理”或“干扰补偿理论”。

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    (1) 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    GPD(s)、GPC(s)分别为对象干扰通道与控制通道的传递函数。

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    系统对干扰F实现完全补偿的条件:(2) 本文来自www.eadianqi.com

    把上式代人(1),可得前馈控制器得传递函数: 本文来自www.eadianqi.com

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    ——(3) 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    从(3)可以看出,前馈控制器的控制规律为对象的干扰通道与控制通道的特性之比,式中的“负”号表示控制作用与干扰作用的方向相反。 本文来自www.eadianqi.com

    三、前馈控制系统的结构形式 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    1.静态前馈控制系统 本文来自www.eadianqi.com

    2.动态前馈控制系统 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    静态前馈控制系统虽然结构简单,易于实现,在一定程度上可改善过程品质,但在扰动作用下控制过程的动态偏差依然存在。对于扰动变化频繁和动态精度要求比较高的生产过程,对象两个通道动态特性又不相等时,静态前馈往往不能满足工艺上的要求,这时应采用动态前馈方案。 本文来自www.eadianqi.com

    动态前馈与静态前馈从控制系统的结构上看是一样的,只是前馈控制器的控制规律不同。动态前馈要求控制器的输出不仅仅是干扰量的函数,而且也是时间的函数。要求前馈控制器的校正作用使被控变量的静态和动态误差都接近或等于零。显然这种控制规律是由对象的两个通道特性决定的,由于工业对象的特性千差万别,如果按对象特性来设计前馈控制器的话,将会种类繁多,一般都比较复杂,实现起来比较困难。一般采用在静态前馈的基础上,加上延迟环节和微分环节,以达到干扰作用的近似补偿。

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    3.前馈-反馈控制 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    通过前面的分析,我们知道前馈与反馈控制的优点和缺点总是相对应的,若将其组合起来,构成前馈-反馈控制系统,这样既发挥了前馈控制作用及时的优点,又保持了反馈控制能克服多个扰动和具有对被控参数进行反馈检测的长处,因此这种控制系统是适合于过程控制的较好方式。 本文来自www.eadianqi.com

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