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前饋控制的前饋系數(shù)設(shè)置方法你都掌握了嗎?

閱讀:64發(fā)布時間:2026-8-26

和反饋控制不同,前饋控制不需要出現(xiàn)偏差,就能根據(jù)干擾變量的變化直接進行指定性補償,從而顯著減少主要干擾對過程變量的影響。

因為大多數(shù)情況下,僅僅使用反饋就能取得差不多的性能,所以前饋控制用的比較少,甚至比串級控制還要少。但是當干擾來自過程側(cè)而且比較頻繁時,使用前饋+反饋的組合控制模式,幾乎是的解決方案。因為用的比較少如何設(shè)置前饋系數(shù),就成為一個困擾工程師的問題。


1、物料平衡

在鍋爐汽包液位中,蒸汽流量是離開汽包的水量,鍋爐給水則是進入汽包的水量。顯然蒸汽流量這個DV對給水流量這個MV的前饋系數(shù),按物料平衡計算就是1。液位控制太慢,而蒸汽干擾太頻繁沒有前饋+串級的控制測量,很難滿足液位的控制要求,這是三沖量成為汽包液位控制標準方法的原因。實際上并不是所有汽包液位都需要三沖量的,例如余熱鍋爐、廢熱鍋爐等;比值控制作為特殊的前饋控制形式,很多也是物料平衡控制。

2、能量平衡

在如下圖所示的換熱器出口溫度控制中,工藝物料為150t/h,蒸汽閥位45%,則前饋系數(shù)FFC101=MV/DV=45/150=0.3,因為是正相關(guān),所以就是0.3。這種用量計算本質(zhì)增量的前饋系數(shù)的方法,并不能總是奏效,要注意適用范圍;



3、閉環(huán)方法

在上圖所示的控制中,當TIC101投自動時,可以用閉環(huán)數(shù)據(jù)獲得前饋系數(shù)。在溫度控制時,擾動DV發(fā)生變化ΔDV,在反饋作用下,最終MV會抗擾變化ΔMV,ΔMV/ΔDV就是前饋系數(shù);

4、模型方法

如果知道了擾動模型增益ΔPV/ΔDV和控制模型增益ΔPV/ΔMV。則前饋系數(shù)ΔMV/ΔDV就等于擾動模型增益除以控制模型增益的相反數(shù)。例如,假設(shè)上圖的開環(huán)模型為:



則前饋系數(shù)為-(-0.08)/2=0.04。這種方法,在實際前饋系數(shù)設(shè)置中,也可能需要考慮量程的影響。

作者:馮少輝博士






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