北京化工大学：《过程控制工程》课程教学资源（课件讲稿）第五章 前馈控制系统

第5章 前馈控制系统 5.1前馈控制系统的特点 5.2前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3前馈控制规律的实施 5.4前馈控制系统的应用 5.5前馈控制系统的参数整定 5.6多变量前馈控制 实验：前馈控制系统实验

第5章 前馈控制系统 5.1 前馈控制系统的特点 5.2 前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3 前馈控制规律的实施 5.4 前馈控制系统的应用 5.5 前馈控制系统的参数整定 5.6 多变量前馈控制 实验：前馈控制系统实验

5.1前馈控制系统的特点 亡羊补牢 防患于未然 反馈 前馈 偏差 干扰

5.1 前馈控制系统的特点 反馈 亡羊补牢 防患于未然 前馈 偏差 干扰

5.1前馈控制系统的特点 前馈控制按干扰进行控制的开环控制方式 例子： 换热器温度控制 (a)反馈控制方案FBC 用加热载体的流量控制被加热流体的温度→ 滞后控制

5.1 前馈控制系统的特点 前馈控制-------按干扰进行控制的开环控制方式 例子： 换热器温度控制 TC F Fs θ1 (a) 反馈控制方案 FBC 用加热载体的流量控制被加热流体的温度 滞后控制

5.1前馈控制系统的特点 换热器进料量为出口温度的主要干扰量，可通过流量测量， 通过前馈装置，控制阀门，即用蒸汽变化补偿由于进料流 量变化对出口温度的影响。 (b)前馈控制方案FFC 按干扰量的变化来提前补偿其对被控变量的影响→超前控制

5.1 前馈控制系统的特点 换热器进料量为出口温度的主要干扰量，可通过流量测量， 通过前馈装置，控制阀门，即用蒸汽变化补偿由于进料流 量变化对出口温度的影响。 （b）前馈控制方案FFC Gff F Fs θ1 按干扰量的变化来提前补偿其对被控变量的影响 超前控制

5.1前馈控制系统的特点 前馈控制系统的补偿过程

5.1 前馈控制系统的特点 θ1 t F 前馈控制系统的补偿过程

5.1前馈控制系统的特点 前馈控制系统的特点 (1) 按干扰作用的大小进行控制一 提前，控制及时 控制的依据 检测的信号 控制作用的 发生时间 反馈控制 被控变量的偏差 被控变量 偏差出现后 前馈控制 干扰量的大小 干扰量 偏差出现前

5.1 前馈控制系统的特点 前馈控制系统的特点 （1） 按干扰作用的大小进行控制——提前，控制及时 控制的依据 检测的信号 控制作用的 发生时间 反馈控制 前馈控制 被控变量的偏差 干扰量的大小 被控变量 干扰量 偏差出现后 偏差出现前

5.1前馈控制系统的特点 前馈控制属于开环控制 对象 GPD(s) Gr(s) Gpc(s) 图53系统方块图 开环控制，控制效果不能通过反馈验证，因此对控制器设计 的要求比较严格

5.1 前馈控制系统的特点 （2） 前馈控制属于开环控制 对象 GPD(s) GPC G (s) ff(s) F θ1 图5-3 系统方块图 开环控制，控制效果不能通过反馈验证，因此对控制器设计 的要求比较严格

5.1前馈控制系统的特点 是一种根据对象特性设计的“专用”控制器 GPD(s) Gr(s) Gpc(s) 图53系统方块图 G(s)= Gpp(S) Gpc(s) 不象反馈控制通用PD算法，前馈控制算法依对象不 同而不同。前馈控制器设计依据“扰动补偿理论

5.1 前馈控制系统的特点 （3） 是一种根据对象特性设计的“专用”控制器 GPD(s) GPC G (s) ff(s) F θ1 图5-3 系统方块图 ( ) ( ) ( ) G s G s G s PCPD ff = − 不象反馈控制通用PID算法，前馈控制算法依对象不 同而不同。前馈控制器设计依据“扰动补偿理论

5.1前馈控制系统的特点 (4) 种前馈作用只能克服一种干扰 缺点

5.1 前馈控制系统的特点 前馈控制系统的特点 （4） 一种前馈作用只能克服一种干扰 一种前馈作用只能克服一种干扰 缺点

第5章 前馈控制系统 5.1 前馈控制系统的特点 5.2前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3前馈控制规律的实施 5.4前馈控制系统的应用 5.5前馈控制系统的参数整定 5.6多变量前馈控制 实验： 前馈控制系统实验

第5章 前馈控制系统 5.1 前馈控制系统的特点 前馈控制系统的特点 5.2 前馈控制系统的几种主要结构形式 前馈控制系统的几种主要结构形式 5.3 前馈控制规律的实施 前馈控制规律的实施 5.4 前馈控制系统的应用 前馈控制系统的应用 5.5 前馈控制系统的参数整定 前馈控制系统的参数整定 5.6 多变量前馈控制 多变量前馈控制 实验：前馈控制系统实验 实验：前馈控制系统实验