果DZWs和DWs可以很准确测出且BWs完全和上式确定的特性一致则不论干扰信号是怎样的形式前馈控制都能起到完全控制的作用使被调量因干扰而引起的动态和稳态偏差均是零。
3复合控制系统
31复合控制系统特性分析
正如前面所指出的那样前馈控制能依据干扰值的大小在被调参数偏离给定值之前进行控制使被调量始终保持在给定值上。这样一个看起来相当完美的控制方式也有其局限性。首先表现在前馈控制系统中不存在被调量的反馈即对于补偿的结果没有前言的手段。因而当前前馈作用并没有最后消除偏差时系统无法得知这一信息而作进一步的校正。其次由于实际工业对象存在着多个干扰为了补偿它们对被调量的影响势必设计多个前馈通道增加了投资费用和维护工作量。此外当干扰通道的时间常数小于控制通道的时间常数时不能实现完全补偿。再者前馈控制模型的精度也受到多种因素的限制对象特性受负荷和工况等因素的影响而产生偏移必然导致DWs和DZWs的变化因此一个事先固定的前馈模型不可能获得良好的控制质量。
工程实际中为克服前馈控制的局限性从而提高控制质量对一两个主要扰动采取前馈补偿而对其它引起被调参数变化的干扰采用反馈控制来克服。以这种形式组成的系统称为前馈反馈复合控制系统。前馈反馈复合控制系统即能发挥前馈调节控制及时的优点又能保持反馈控制对各种扰动因素都有抑制作用的长处因此得到了广泛的应用。
32对象的特性分析
根据前馈反馈控制系统的控制流程设计控制系统的流程
图。流程图如下图所示。在之后的仿真和整定中均依据此图进行调整和改动
4控制系统设计
41控制基本方案与仪器仪表的选择
根据估算得出的T678采用整定法得出Kp0807Ti43Td214初定PID控制器的参数为KcKp0901KiKcTi02145KdKcKd0901
至此先将扰动通道和前馈通道去除并对PID控制器的三个参数进行多
方面综合调整比例调节量Kc的增大可增强对系统的作用并提高系统快
速性但会是系统超调量增大降低系统稳定性积分调节量Ki的增大会使系统稳定性和快速性减弱但可以实现误差调节消除系统的稳态误差微
分调节量Kd的增大可使系统微分控制作用增强但会带来一定的超前特性。经过多次调整和波形观察观察对控制器参数进行微调整取
Kc0955Ki008Kd081得到理想的系统输出。仪器仪表选择DDZⅢ型电动调节器其输入信号为420mA。因为加热炉内部温度较高所以传感器部分采用传统的热电偶料流量是主要扰动故将其作为前馈信号与调节器输出信号相加后做为r