過程控制復(fù)習(xí)大綱總結(jié)

1、總復(fù)習(xí)0 緒論過程控制系統(tǒng)通常由過程檢測 、變送和控制儀表、執(zhí)行裝置 等組成。被控過程多屬于 慢過程 ,具有一定 時(shí)間常數(shù) 和時(shí)滯 ,控制并不需要在極短時(shí)間內(nèi)完成獲取過程對象特性模型的方法通常有： （白色系統(tǒng)、黑色系統(tǒng)、灰色系統(tǒng)的概念）機(jī)理建模方法 ：根據(jù)過程機(jī)理，由物理和化學(xué)等規(guī)律列寫模型方程；系統(tǒng)建模方法 ：由過程輸入輸出數(shù)據(jù)確定模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)，混合建模方法 ：將過程機(jī)理和輸入輸出數(shù)據(jù)結(jié)合建模的方法，過程控制方案通常有： 單回路、串級、前饋 -反饋、比值 、均勻、分程、選擇性、時(shí)滯、數(shù)字和計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)等。單元組合式儀表有 氣動組合儀表 和電動單元組合儀表氣動組合儀表采用 140kPa

2、 壓縮空氣 為能源，以（ QDZ 和 DDZ 儀表）兩類。20 100kPa (0.02MPa0.1MPa,即0.21.0kg/cm 2)為標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一信號輸出電動單元組合儀表（ DDZ ）采用 0-10mA ( DDZ II 型 )或 4-20mA ( DDZ III型 )標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號過程控制系統(tǒng)按設(shè)定值形式分類有：定值控制系統(tǒng) ，隨動控制系統(tǒng) 和程序控制系統(tǒng)；按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來分類，有： 反饋控制系統(tǒng) ，前饋控制系統(tǒng) 和復(fù)合控制系統(tǒng) （前饋 - 反饋控制系統(tǒng)） 。串級控制屬于 反饋控制系統(tǒng) 。 偏差 值是反饋控制的依據(jù)， 擾動 是前饋控制的依據(jù)。典型的復(fù)合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖如圖1 所示。圖

3、1 復(fù)合控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)：指 SISO, Linear systems Z 是控制系統(tǒng)的基本形式Z也稱單回路系統(tǒng) ,即指一個(gè)被調(diào)量、一個(gè)調(diào)節(jié)量、一個(gè)調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥組成的系統(tǒng)只有一個(gè)調(diào)節(jié)回路 ,這類系統(tǒng)在過程控制中占大部分 (約 80%以上 ),復(fù)雜控制系統(tǒng)在簡單系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的簡單控制系統(tǒng)特點(diǎn)Z結(jié)構(gòu)簡單，容易掌握，具有廣泛的適應(yīng)性，經(jīng)濟(jì)實(shí)用 ,可靠性高過程控制系統(tǒng)的組成及術(shù)語過程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)決定過程控制系統(tǒng)品質(zhì)的環(huán)節(jié)有：控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，被控過程特性 和過程檢測、控制儀表過程控制系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)可概括為：Z系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的；（平穩(wěn)）要求：閉環(huán)極點(diǎn)位于s 左半平面評價(jià)

4、指標(biāo)： 衰減比、衰減率Z系統(tǒng)應(yīng)能提供盡可能好的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)；（準(zhǔn)確）要求：被調(diào)量與給定值之間的偏差小評價(jià)指標(biāo)： 超調(diào)量、最大動態(tài)偏差、靜差(余差、殘差、穩(wěn)態(tài)偏差)Z系統(tǒng)應(yīng)能提供盡可能快的過渡過程。（迅速）要求：系統(tǒng)存在偏差的時(shí)間盡量短評價(jià)指標(biāo)： 恢復(fù)時(shí)間 (調(diào)節(jié)時(shí)間 )、振蕩周期、振蕩頻率、上升時(shí)間、峰值時(shí)間衰減比的一般取值為，隨動系統(tǒng)n=10:1 時(shí)穩(wěn)定性好，定值系統(tǒng)4:1 為好，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活處理，此時(shí)對應(yīng)的衰減率分別為0.9 和 0.75性能指標(biāo)之間的關(guān)系有些是相互矛盾的（如超調(diào)量與過渡過程時(shí)間）對于不同的控制系統(tǒng)，這些性能指標(biāo)各有其重要性應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)的具體要求，分清主次，統(tǒng)籌兼顧，保

5、證優(yōu)先滿足主要的品質(zhì)指標(biāo)要求偏差積分性能指標(biāo)是一類綜合指標(biāo)都不能保證系統(tǒng)具有合適的衰減比誤差積分準(zhǔn)則IE （ integral of errorcriterion ）絕對誤差積分IAE (Integral ofabsolute error criterion)平方誤差積分ISE （ integral ofsquared error criterion）時(shí)間與絕對誤差乘積的積分ITAE(integral of time multiplied by the value of errorcriterion)單項(xiàng)指標(biāo)用 若干特征參數(shù) 評價(jià)系統(tǒng)優(yōu)劣；積分指標(biāo)用 誤差積分綜合 評價(jià)系統(tǒng)優(yōu)劣；1.負(fù)反饋準(zhǔn)則

6、：控制系統(tǒng)開環(huán)增益之積為正2.穩(wěn)定運(yùn)行準(zhǔn)則：靜態(tài)條件是擾動或給定變化時(shí)增益之積恒定動態(tài)條件是擾動或給定變化是總開環(huán)傳函的模恒定簡單控制系統(tǒng)流入量和流出量的概念從物質(zhì)或能量角度來理解系統(tǒng)的流入量和流出量從物理角度來理解二者的平衡關(guān)系從系統(tǒng)角度看，二者均是被控對象的輸入量被控對象具有大的儲蓄容積，因而屬于慢過程傳輸遲延 /純遲延：信號傳輸途中出現(xiàn)的遲延注意從物理概念及系統(tǒng)角度進(jìn)行分析靜態(tài)數(shù)學(xué)模型和 動態(tài)數(shù)學(xué)模型 及數(shù)學(xué)模型的表示方法非參量模型：用曲線、圖表表示的系統(tǒng)輸入與輸出量之間的關(guān)系；參量模型：用數(shù)學(xué)方程式表示的系統(tǒng)輸入與輸出量之間的關(guān)系對象動態(tài)特性的研究方法理論分析根據(jù)系統(tǒng)工藝實(shí)際過程的數(shù)、

7、質(zhì)、量關(guān)系，分析計(jì)算輸入量與輸出量之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)研究有些系統(tǒng)的輸入與輸出之間的關(guān)系是比較難以通過計(jì)算來獲得的。需要在實(shí)際系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)中，通過一組輸入來考察輸出的跟隨變化規(guī)律 反映輸入與輸出關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)曲線和經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系大多數(shù)工業(yè)過程的動態(tài)特性分屬于下列四種類型有自衡的非振蕩過程一階慣性環(huán)節(jié)加純遲延；二階慣性環(huán)節(jié)加純遲延；n 階慣性環(huán)節(jié)加 純遲延G p (s) =KK- sG pKe- sG p ( s) =e(s) =n e- sT s +1 T s+1(1)無自衡的非振蕩過程：較為常見的過程特性非自衡過程包含積分環(huán)節(jié)，加純遲延K- s(s) =K- sGp (s) =TseGps(Ts +1

8、)e3. 自衡的振蕩過程：傳遞函數(shù)形式如下Gp(s) =2 s2Ke- s(T+ 2Ts + 1)具有反向特性的過程K (1- Td s)- s( )K (1- Td s)- s傳遞函數(shù)形式如下( )Gp s =eGp s =e()()( )T1s +1T2 s +1s Ts +1工業(yè)過程動態(tài)特性的特點(diǎn)1.對象的動態(tài)特性是不振蕩的；設(shè)計(jì)時(shí)要避免各種參數(shù)振蕩，對象不會振蕩；2.有延遲、慣性：由于物質(zhì)或能量的流動、轉(zhuǎn)換、傳遞過程中有阻力的存在 ,使得狀態(tài)參數(shù)的變化需要一定的時(shí)間。 延遲和慣性取決于設(shè)備的參數(shù)、 及信號的性質(zhì)。 延遲包括純滯后和容量滯后 ；3.有自平衡能力（穩(wěn)定對象）及無自平衡能力對

9、象（中性穩(wěn)定對象）自衡特性，自衡過程，自平衡能力( 用靜態(tài)增益 K的倒數(shù)來描述，稱為自平衡率 )K-s自衡1響應(yīng)速度G(s) =e率 = =Ts + 1K增益、時(shí)間常數(shù)、時(shí)滯（包括對象的、控制通道的和干擾通道的）等對控制質(zhì)量的影響擾動進(jìn)入系統(tǒng)位置的影響過程數(shù)學(xué)模型及其建立方法機(jī)理建模法 和測試建模法階躍響應(yīng)確定傳遞函數(shù)連續(xù)系統(tǒng)模型和離散系統(tǒng)模型；輸入輸出模型和 狀態(tài)空間模型系統(tǒng)辯識方法 : 由輸入輸出數(shù)據(jù)確定模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的建模方法,所建模型稱為黑箱模型如何從脈沖響應(yīng)曲線求出所需的階躍響應(yīng)(1.3PP15-16 )如何確定自衡對象傳遞函數(shù)作圖法，兩點(diǎn)法，面積法* (確定有理分式參數(shù)的方法)由

10、階躍響應(yīng)確定非自衡過程近似傳遞函數(shù)PID 及其調(diào)節(jié)過程2-1基本概念基本控制算法 ,基本 PID 控制算法 ,PID 調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn) ,調(diào)節(jié)器偏差的定義 , 調(diào)節(jié)器正反作用定義 ,正反作用的判斷方法2-2比例調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)規(guī)律 (P 調(diào)節(jié) ),比例帶 ,調(diào)節(jié)過程 , 特點(diǎn) ,KC 變化對系統(tǒng)性能指標(biāo)的影響2-3積分調(diào)節(jié)?積分調(diào)節(jié)規(guī)律 (I),過程 ,特點(diǎn) , TI 變化對性能指標(biāo)的影響,與 P 調(diào)節(jié)比較2-4比例積分調(diào)節(jié)?比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律(PI),調(diào)節(jié)過程 ,比例積分調(diào)節(jié)的特點(diǎn), 對系統(tǒng)控制性能指標(biāo)的影響 , 與 P 調(diào)節(jié)比較 , 積分飽和現(xiàn)象2-5比例積分微分調(diào)節(jié)?微分調(diào)節(jié) (Derivative

11、 Control), 比例微分調(diào)節(jié) (PD), 比例微分調(diào)節(jié)特點(diǎn) ,比例微分控制算法使用注意事項(xiàng),比例積分微分調(diào)節(jié) (PID),PID 控制作用對過渡過程的影響基本控制算法，基本PID 控制算法， PID 調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，調(diào)節(jié)器偏差的定義，調(diào)節(jié)器正反作用及判斷方法 ；比例調(diào)節(jié)（proportionalControl ）及比例帶 (比例度 proportional band) 的概念、調(diào)節(jié)過程及特點(diǎn) ；I 調(diào)節(jié)過程、 特點(diǎn)及 TI 變化對系統(tǒng)控制性能指標(biāo)的影響；比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律（ PI）過程、特點(diǎn)及積分飽和現(xiàn)象（windup ） ；微分調(diào)節(jié)（ Derivative Control ）特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

12、；比例積分微分調(diào)節(jié)（ PID ）及其對過渡過程的影響?P 基本作用 ,輸出、輸入無相差。Kc ( )作用增強(qiáng)，余差下降，超調(diào)減小,穩(wěn)定性變差?P 引入 I 后消除余差 , 但幅值增加 ,相位滯后 ,穩(wěn)定裕度下降，為保持穩(wěn)定裕度,Kc 減少10-20%( 增加 10-20%). TI 越短作用越強(qiáng) ,TI 趨向無窮大無積分作用 .應(yīng)防積分飽和?P 引入 D 后幅值增加 ,相位超前 , 使穩(wěn)定裕度提高 , 為保持同樣穩(wěn)定性裕度,Kc 應(yīng)增加10-20%( 減少 10-20%).D 能克服滯后 ,但對時(shí)滯無作用 .Td 越大作用越強(qiáng) ,Td =0 無微分3. 簡單控制系統(tǒng)的整定3-1控制系統(tǒng)整定的基

13、本要求 3-2衰減頻率特性法定性分析 3-3工程整定方法 3-4參數(shù)自整定參數(shù)整定控制任務(wù)是在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確定、設(shè)備與對象等都處在正常狀態(tài)的情況下,通過調(diào)整調(diào)節(jié)器的參數(shù)（ 、 TI 、TD) ，與被控對象特性相匹配，以達(dá)到最佳的控制效果調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)的過程稱為參數(shù)整定當(dāng)調(diào)節(jié)器的參數(shù)被整定到使控制系統(tǒng)達(dá)到最佳控制效果時(shí)，稱為最佳整定參數(shù)參數(shù)整定的依據(jù) 性能指標(biāo)1）單項(xiàng)性能指標(biāo)： 、 e( )、 ts = 0.75 適應(yīng)于大部分允許有一些超調(diào)的工業(yè)過程 =1 適用于被控對象的慣性較大，且不允許有過調(diào)的控制系統(tǒng)2）誤差積分指標(biāo)：IE 、 IAE 、 ISE、 ITAE 等調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的方法1）理論計(jì)

14、算整定法(根軌跡、頻率特性)基于模型直接求得調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)，過程復(fù)雜，因近似對象故求得的整定參數(shù)不可靠2）工程整定法：臨界比例帶法、衰減曲線法、圖表整定法這類方法通過并不復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，便能迅速獲得調(diào)節(jié)器的近似最佳整定參數(shù)，因而在工程中得到廣泛的應(yīng)用控制器參數(shù)整定的若干原則1.系統(tǒng)穩(wěn)定的靜態(tài)條件是系統(tǒng)總開環(huán)放大倍數(shù)K 恒定，即靜態(tài)時(shí)KvK CKpKm=K 恒定?量程變化、閥口徑變化可調(diào)整KC 使 K 恒定? 對象的非線性可調(diào)整調(diào)節(jié)閥特性來補(bǔ)償或用非線性控制規(guī)律系統(tǒng)動態(tài)特性由和 T 之比確定3.最基本的控制作用是比例作用(P 作用 ),其整定方法有 :先調(diào)整 KC ，再調(diào)整 TI 、 TD先調(diào)整

15、TI 、TD ，再調(diào)整 KC4.積分作用能消除靜差，但使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。一般取TI = 20 或 TI = (0.5-1) T P ,且 KC比純比例時(shí)減小10 %5.微分作用能消除高階對象過渡滯后(容量滯后 )的影響。一般取 TD = (0.25-0.5) TI,且 KC比純比例時(shí)增加10 %微分作用應(yīng)合適，對高頻噪聲，應(yīng)采用反微分；隨動系統(tǒng)采用微分先行，定值系統(tǒng)采用偏差微分控制品質(zhì)中，穩(wěn)定性是最基本的性能，一個(gè)可調(diào)的調(diào)節(jié)器參數(shù)，只能滿足一個(gè)品質(zhì)指標(biāo)不同的控制系統(tǒng)有不同的穩(wěn)定裕度要求，即衰減比不同，對隨動系統(tǒng)，常調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)得到 10： 1 衰減比 （紅）；對定值系統(tǒng)，常調(diào)整調(diào)節(jié)器參數(shù)得到

16、4： 1 衰減比 （藍(lán)）閉環(huán)系統(tǒng)常近似為典型的二階振蕩環(huán)節(jié)，其超調(diào)量、衰減比和阻尼系數(shù)間有下列關(guān)系對象的模型有多種類型具體分析衰減頻率特性法定性分析相對穩(wěn)定度， 系統(tǒng)的開環(huán)衰減頻率特性， 推廣乃氏穩(wěn)定性判據(jù)穩(wěn)定度判據(jù) (奈氏判據(jù) ),衰減頻率特性法整定調(diào)節(jié)器參數(shù),單參數(shù)調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定 ,雙參數(shù)調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定 ,* 三參數(shù)調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定工程整定方法動態(tài)特性參數(shù)法 ,穩(wěn)定邊界法（臨界比例帶法）閉環(huán)試驗(yàn)法, 衰減曲線法 閉環(huán)試驗(yàn)法 ,經(jīng)驗(yàn)法 ,* 參數(shù)自整定調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器的作用及組成及分類氣動執(zhí)行器的特點(diǎn)、分類、組成及作用方式流量系數(shù) C 的含義及計(jì)算方法調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性、理想流量特性、工作流量

17、特性氣動調(diào)節(jié)閥選型 (工作方式、流量特性、調(diào)節(jié)閥口徑)執(zhí)行器 在過程控制系統(tǒng)中的作用及組成作用： 接受控制信號，控制物料流量，使過程穩(wěn)定在工藝范圍內(nèi)，代替人工操作，實(shí)現(xiàn)過程的自動化包括：氣動、電動和液動。執(zhí)行器由 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 組成，主要是執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)基本相同執(zhí)行機(jī)構(gòu)： 由控制信號產(chǎn)生推力或位移的裝置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)： 根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出信號,直接改變能量或物料輸送量的裝置,通常指調(diào)節(jié)閥特點(diǎn)： 液動推力最大， 電動 執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是可分開的兩部分；氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是統(tǒng)一的整體(氣動調(diào)節(jié)閥 )執(zhí)行機(jī)構(gòu)1）能源：氣動、電動和液動執(zhí)行器2）結(jié)構(gòu)形式：薄膜、活塞(氣缸

18、 ) 和長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥 (結(jié)構(gòu)特性和流量特性)1）結(jié) 構(gòu)：直通單座、直通雙座、三通、隔膜、蝶形、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)、套筒(籠式 )2）流量特性: 直線、對數(shù) (等白分比 ) 、拋物線、快開等閥門定位器 ,氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu), 氣動活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu) ,正裝 閥和 反裝閥 ,氣動調(diào)節(jié)閥的 氣開 與氣關(guān) 方式是由 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用和閥的正、反裝相配合而實(shí)現(xiàn)的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)能源：壓縮空氣型表： 0.21 kg m2 或 20100KPa 或0.020.1MPa氣動放大器輸入：氣源壓力；Z輸出可大于等于100KPa， 0100%管路中的閥門 ,具有液阻或氣阻,且阻力可變，從而流量可變，故為一節(jié)流元件流體

19、力學(xué)中，流體的壓力用高度來表示- 壓頭勢能：幾何壓頭 h：流體所在位置距離標(biāo)準(zhǔn)面的高度靜壓頭， P/g：流體因具有壓力而具有的壓頭p-流體壓力； -流體密度；g- 重力加速度動能：速度壓頭 (動壓頭 )， w2/2g：流體在流動時(shí)因流速而造成的壓頭 ,w- 流體流速Z總壓頭：三部分之和，H= h+ P/( g)+ w 2 /(2g)調(diào)節(jié)閥的節(jié)流原理和流量系數(shù)流動介質(zhì)狀態(tài) - “相 ”相：即流體狀態(tài)，“相貌 ”水：液相蒸汽：汽相汽水共騰：兩相或兩相混合，如水沸時(shí)的表層流體在調(diào)節(jié)閥中的流動狀態(tài)縮流處 ：節(jié)流孔后最小流通截面， pvc2.壓力恢復(fù) ：縮流處后，流束截面擴(kuò)大，流速減小，靜壓回升，靜壓力

20、回升到p2(可能p1)3.壓力損失 ：閥內(nèi)摩擦損失使閥后靜壓p2 不能恢復(fù)到閥前的靜壓p1 數(shù)值大小，即產(chǎn)生了閥兩端的靜壓差p4.阻塞流 : ( 流體 )、閥前壓力 p1 恒定、降低閥后壓力p2，即加大p ，則流量 Q 隨著增大，當(dāng) p 達(dá)到臨界值時(shí)， Q=Qmax ，再增加p， Qmax 因達(dá)到極限流量而不再增大，進(jìn)入飽和區(qū)，如圖示對于氣體 (可壓縮 )和液體 (不可壓縮 )，阻塞流的修正不同(后述 )臨界壓差 pT ：產(chǎn)生阻塞流時(shí)的閥兩端壓差 ,記作 pT6.ppT 時(shí)，形成阻塞流，Q 不再變化 ,非線性出現(xiàn)閃蒸 ：液體、縮流處的靜壓pvc1 時(shí)比值函數(shù)環(huán)節(jié)在副控制回路內(nèi)， ，采用非線性檢

21、測變送環(huán)節(jié)會引入非線性，使系統(tǒng)不穩(wěn)定儀表實(shí)施時(shí)，建議用線性檢測變送環(huán)節(jié)控制方案選擇1.單閉環(huán)比值系統(tǒng)1）主動量不可控但可測2）主動量可控可測，但變化不大，擾動影響小2.雙閉環(huán)比值系統(tǒng)：主動量可控可測變化較大的場合3.變比值控制系統(tǒng)1）比值需由另一調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)時(shí)2）主動量作為前饋信號影響串級流量副回路時(shí)3）質(zhì)量偏離控制指標(biāo)，需改變流量的比值時(shí)4）第三過程變量選擇質(zhì)量指標(biāo)4.實(shí)施方案一般選擇相乘方案比值控制系統(tǒng)的參數(shù)整定利用補(bǔ)償原理提高系統(tǒng)的控制品質(zhì)1.前饋控制的基本原理、常用控制方案分析、前饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題、前饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.時(shí)滯對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響？常用的控制系統(tǒng)分析？典型時(shí)滯控制系統(tǒng)設(shè)

22、計(jì)概述 ,前饋控制按擾動調(diào)節(jié)，是開環(huán)控制，只能克服一種干擾，用前饋控制規(guī)律，調(diào)節(jié)及時(shí)不變性原理 : 被調(diào)量與擾動量絕對無關(guān)或在一定準(zhǔn)確度下無關(guān)1）絕對不變性 ,（ 2）誤差不變性 ,3）穩(wěn)態(tài)不變性 ,（ 4）選擇不變性： 對主要擾動不變性干擾作用有多個(gè)， 不可能全部克服所在干擾對被調(diào)量的影響！而只能選擇其中主要的一個(gè)或幾個(gè)干擾進(jìn)行補(bǔ)償，這就是選擇不變性絕對不變性是理想過程，工程上難以實(shí)現(xiàn),后三種則容易做到前饋與反饋之區(qū)別前述做法中，當(dāng)輸出的蒸汽量與給水量相同時(shí)，水位即維持不變它與反饋控制之不同在于：蒸汽量增大系擾動，當(dāng)擾動出現(xiàn)時(shí)系統(tǒng)立即工作；而反饋控制是根據(jù)擾動產(chǎn)生了后果(即水位下降 )之后，

23、才啟動控制系統(tǒng)工作的二者區(qū)別Z擾動系統(tǒng)立即工作 .前饋擾動產(chǎn)生偏差系統(tǒng)工作 反饋定義：基于不變性原理的控制稱為前饋控制它是一種按擾動進(jìn)行補(bǔ)償?shù)拈_環(huán)控制,不影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性保證在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)下補(bǔ)償擾動作用的前饋稱為 靜態(tài)前饋 ,即基于穩(wěn)態(tài)不變性原理動態(tài)前饋控制實(shí)質(zhì)是，在選擇不變性基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)絕對不變性基本思想：了解干擾通道的規(guī)律 (數(shù)學(xué)模型 )，讓控制通道規(guī)律與干擾通道的規(guī)律完全吻合但極性相反，從而保證在動態(tài)過程中被調(diào)量無波動，力求做到絕對不變性。動態(tài)前饋控制的依據(jù)是干擾通道的規(guī)律，即干擾通道的傳遞函數(shù)前饋 反饋控制前饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題（一）擾動量的選擇前饋擾動必須是可測的如果擾動可控，則直

24、接采用反饋來控制，即前饋控制的擾動量是不可控或不宜控制的；前饋對單一擾動有效，因此選擇主要擾動前饋；擾動變化頻繁、變化幅值大，常規(guī)方式難控；為克服其他擾動，常采用前饋 反饋控制系統(tǒng)靜態(tài)前饋易實(shí)現(xiàn)，常與反饋結(jié)果；動態(tài)前饋不宜實(shí)現(xiàn)，較少采用；主要擾動無法落在串級控制系統(tǒng)的副回路時(shí)采用（二）前饋方式的選擇（三）偏置量的設(shè)置大遲延系統(tǒng)大遲延 大純滯后系統(tǒng)純滯后在控制中是一個(gè)很難解決的問題；Z一定的純滯后可采用前饋手段進(jìn)行補(bǔ)償處理 ),或常規(guī)PID( 常規(guī)PID在此作非常規(guī)如微分先行： 在(P137 圖 6.21)PID中將微分移至反饋回路，以加強(qiáng)微分作用，養(yǎng)減小超調(diào)采用中間反饋：在PID 中將被調(diào)量經(jīng)一超前- 滯后環(huán)節(jié)反饋到調(diào)節(jié)器的輸出端，使系統(tǒng)的零極點(diǎn)重新、適當(dāng)配置，以改善調(diào)節(jié)品質(zhì)(P137 圖 6.22)控制結(jié)果見P137 表 6.1解決大純滯后的另一種有效方法是Smith 預(yù)估補(bǔ)償法微分先行將 PD 移至反饋通道，對輸出進(jìn)行微分，則反饋量不再是被調(diào)量，而是輸出經(jīng)比例微分運(yùn)算后的值中間反饋采用補(bǔ)償原理克服大遲延的影響/Smith 預(yù)估補(bǔ)償Smith預(yù)估補(bǔ)償?shù)脑硎墙⒃诮^對不變性或誤差不變性的基礎(chǔ)上，參照前饋補(bǔ)償原理提出的一種補(bǔ)償方式；基本思