过程装备控制技术及应用教案 第二章过程装备控制基础 第11页共15页 去改变操纵变量,使被控变量维持在设定值上。 当流量发生就动时,出口温度就会爱到影响,产生偏差。如果用一般的反馈控制,调节 器只根据被加热液体出口温度的鹿茸差进行调节,则当发生扰动后,要等到变化后调节器 才开始动作。而调节器控制调节阀,改变加热蒸汽流量后,又要经过热交换过程的惯性,方 便岀口物料温度及变化而反映调节结果。若根据被加热物料,流量的测量信号来控制调节 阀,那么当发生扰动后,就不必等到流量变化反映至出口温度以后再去进行操作。而是根 据流量的变化,立即对调节阀进行操作,甚至可以在出口温度还设有变化前就及时将流量的 扰动补偿了。 扰动作用到输出被控变量Y之间存在着两个传递通道:一个是F从对象扰动通道去影响被 控变量Y:另一个是从F出发经过的测量装置和补偿器产生调节作用,经过对象的调节通道 去影响被控变量Y。调节作用和扰动作用对被控变量的影响是相反的。 前馈控制计算公式: 分别为扰动通道和控制通道的传递函数 -前馈补偿器传递函数 要实现完全补偿,则必须于是 (2)前馈控制的主要结构形式 静态前馈控制 在实际生产中,有时设有必要追求被控变量完全不变。只要在稳态玉,实现对扰动的完全 补偿就可以了 静态前馈补偿算式 利用物料(或能量)平衡算式,可方便地获取较完善的静态前馈算式。上例所示的热交换过 程,若忽略热损失,其热平衡过程可表述为 物料比热容 物料入口温度 蒸汽流量:—蒸汽汽化热 由上式可解得: 用物料出口温度的设定值代替上式中的,可得 该式即为静态前馈控制算式 换热器的静态前馈控制流程图 前馈一反馈控制系统 前馈控制系统存在偏差的原因 实际的工业对象会存在多个扰动,若均设置前馈通道,势必增加控制系统投资费用和维护工 作量。因而且一般仅选择几个主要干扰作前馈通道。这样设计的前馈控制器对其他干扰是丝 毫没有校正作用的 受前馈控制模型精度限制,模型的误差将导致完全补偿,使被控变量最终存在偏差 用仪表实现前馈控制时,往往作了近似处理,尤其当综合得到的前馈控制算式包含有纯超前 环节或纯微分环节时,它分们在物理上是不能实现的,构成的前馈控制器只能是近似的 前馈控制系统无法消除被控变量的偏差,系统也无法获得这一信息而作进一步的校正。为 解决前馈控制的这一局限性,在工程上往往将前馈与反馈结合起来应用,构成前馈一反馈 控制系统。这样既发挥了前馈校正及时的优点。又保证了反馈控制能克服导致多种扰动及对过程装备控制技术及应用教案 第二章 过程装备控制基础 第 11 页 共 15 页 去改变操纵变量，使被控变量维持在设定值上。 当流量 发生就动时，出口温度 就会爱到影响，产生偏差。如果用一般的反馈控制，调节 器只根据被加热液体出口温度的鹿茸差进行调节，则当 发生扰动后，要等到变化后调节器 才开始动作。而调节器控制调节阀，改变加热蒸汽流量后，又要经过热交换过程的惯性，方 便出口物料温度及变化而反映调节结果。若根据被加热物料，流量 的测量信号来控制调节 阀，那么当 发生扰动后，就不必等到流量变化反映至出口温度以后再去进行操作。而是根 据流量的变化，立即对调节阀进行操作，甚至可以在出口温度还设有变化前就及时将流量的 扰动补偿了。 扰动作用到输出被控变量 Y 之间存在着两个传递通道：一个是 F 从对象扰动通道 去影响被 控变量 Y；另一个是从 F 出发经过的测量装置和补偿器产生调节作用，经过对象的调节通道 去影响被控变量 Y。调节作用和扰动作用对被控变量的影响是相反的。 前馈控制计算公式： ——分别为扰动通道和控制通道的传递函数； ——前馈补偿器传递函数 要实现完全补偿，则必须 于是 （2）前馈控制的主要结构形式 静态前馈控制 在实际生产中，有时设有必要追求被控变量完全不变。只要在稳态玉，实现对扰动的完全 补偿就可以了 静态前馈补偿算式 利用物料（或能量）平衡算式，可方便地获取较完善的静态前馈算式。上例所示的热交换过 程，若忽略热损失，其热平衡过程可表述为 ——物料比热容； ——物料入口温度 ——蒸汽流量； ——蒸汽汽化热 由上式可解得： 用物料出口温度的设定值 代替上式中的，可得 该式即为静态前馈控制算式 换热器的静态前馈控制流程图 前馈一反馈控制系统 前馈控制系统存在偏差的原因 实际的工业对象会存在多个扰动，若均设置前馈通道，势必增加控制系统投资费用和维护工 作量。因而且一般仅选择几个主要干扰作前馈通道。这样设计的前馈控制器对其他干扰是丝 毫没有校正作用的。 受前馈控制模型精度限制，模型的误差将导致完全补偿，使被控变量最终存在偏差。 用仪表实现前馈控制时，往往作了近似处理，尤其当综合得到的前馈控制算式包含有纯超前 环节或纯微分环节时，它分们在物理上是不能实现的，构成的前馈控制器只能是近似的。 前馈控制系统无法消除被控变量的偏差，系统也无法获得这一信息而作进一步的校正。为 解决前馈控制的这一局限性，在工程上往往将前馈与反馈结合起来应用，构成 前馈一反馈 控制系统。这样既发挥了前馈校正及时的优点。又保证了反馈控制能克服导致多种扰动及对