《过程控制策略》PPT课件.ppt
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1、第三讲 过程控制策略,主要内容,一、控制系统分类二、反馈控制系统分类三、常用控制算法四、本课程主要内容,一、控制系统分类,从控制策略的角度来看,控制系统可分为反馈控制与前馈控制两大类。,一、控制系统分类,反馈控制反馈控制是指将系统的输出信息返送到输入端,与输入信息进行比较,并利用二者的偏差进行控制的过程。反馈控制其实是用过去的情况来指导现在和将来。在控制系统中,如果返回的信息的作用是抵消输入信息,称为负反馈,负反馈可以使系统趋于稳定;若其作用是增强输入信息,则称为正反馈,正反馈可以使信号得到加强。,一般的反馈控制系统,“反馈控制”是信号沿前向通道(或称前向通路)和反馈通道进行闭路传递,从而形成
2、一个闭合回路的控制方法。,为了和给定信号比较,必须把反馈信号转换成与给定信号具有相同量刚和相同量级的信号。控制器根据反馈信号和给定信号相比较后得到的偏差信号,经运算后输出控制作用去消除偏差,使被控量(系统的输出)等于给定值。,蒸汽加热器温度反馈控制方案,若工艺介质入口温度Ti下降,被控变量工艺介质出口温度T开始下降,温度控制器的测量信号发生变化,控制器发出控制命令去增加蒸汽阀的开度,蒸汽量随之增大。,图1-11,可以看到,反馈控制的优势在于它能够补偿任意的扰动。但是,只有当扰动引起被控变量偏离设定值后,控制器才能开始实施对扰动的补偿,因此这种控制作用是有滞后的。?是否能够设计一种有预知功能的控
3、制器前馈控制的设计思想是通过检测扰动,并在扰动影响被控变量之前就将其补偿掉。,前馈控制前馈控制是一种预测控制,通过对系统当前工作状态的了解,预测出下一阶段系统的运行状况。如果与参考值有偏差,那么就提前给出控制信号,使干扰获得补偿,稳定输出,消除误差,是一种开环控制。,蒸汽加热器温度前馈控制方案,系统的扰动主要来自于进料温度Ti与进料RF的变化。系统首先检测扰动,决策如何操作蒸汽阀来补偿扰动对被控变量工艺介质出口温度的影响。前馈控制器的输出完全取决于扰动信号和被控变量的设定值。,前馈的缺点是在使用时需要对系统有精确的了解,只有了解了系统模型才能有针对性的给出预测补偿。但在实际工程中,并不是所有的
4、干扰都是可测的,并不是所有的对象都是可得到精确模型的,而且大多数控制对象在运行的同时自身的结构也在发生变化,所以仅用前馈并不能达到良好的控制品质。,前馈反馈控制,在前馈控制中加入反馈,反馈的特点是根据偏差来决定控制输入,不管对象的模型如何,也不管外界的干扰如何,只要有偏差,就根据偏差进行纠正,可以有效的消除稳态误差。解决前馈不能控制的不可测干扰。,1、定值控制与跟踪控制依据设定值是否频繁变化,反馈控制系统可以分为定值控制和跟踪控制两大类。,二、反馈控制系统分类,定值控制系统,设定值变化不频繁,主要扰动来自于外部干扰,调节控制系统设计的目的是要补偿扰动的影响。跟踪控制系统,主要扰动来自于设定值本
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