前饋控制的前饋系數設置方法你都掌握了嗎？

2025/5/27 22:44:24 人評論次瀏覽分類：過程控制文章地址：http://www.jinzhengkj.com.cn/tech/6092.html

前饋控制和反饋控制不同，前饋控制不需要出現偏差，就能根據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而且比較頻繁時，使用前饋+反饋的組合控制模式，幾乎是唯一的解決方案。因為用的比較少如何設置前饋系數，就成為一個困擾工程師的問題。

1、物料平衡
在鍋爐汽包液位三沖量控制中，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，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FFC101=MV/DV=45/150=0.3，因為是正相關，所以就是0.3。這種用絕對量計算本質增量的前饋系數的方法，并不能總是奏效，要注意適用范圍；

3、閉環方法
在上圖所示的控制中，當TIC101投自動時，可以用閉環數據獲得前饋系數。在溫度控制時，擾動DV發生變化ΔDV，在反饋作用下，最終MV會抗擾變化ΔMV，ΔMV/ΔDV就是前饋系數；

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ΔMV/ΔDV就等于擾動模型增益除以控制模型增益的相反數。例如，假設上圖的開環模型為則前饋系數為-(-0.08)/2=0.04。這種方法，在實際前饋系數設置中，也可能需要考慮量程的影響。