前馈控制串级控制中积分饱和现象讨论串级控制中的抗积分饱和方法换热器出口温度串级控制系统讨论问题：（1）控制阀气开/气关型式选择（2）系统方块图描述（3）主副控制器正反作用选择（4）主副控制器参数整定方法与步骤内 容n前馈控制的概念n线性前馈控制器的设计n非线性前馈控制器的设计n前馈控制器的设计举例n前馈反馈控制策略n仿真举例n小结反馈控制与前馈控制方案举例反馈控制方案前馈控制方案前馈控制的一般概念D1(t), , Dn(t) 表示某些可测量、且对被控变量CV影响显著的干扰 前馈控制的基本原理：前馈控制的基本原理：在这些可测干扰影响CV以前，同时调节操作变量MV以抵消这些干扰的影响，最终使CV维持不变或基本不变。线性前馈控制器的设计设计目标：线性前馈控制器设计（续）前馈控制器设计公式：设计目标：线性前馈控制器设计（续）( 为什么 ? )前馈控制器设计公式：物理意义分析前馈控制器的类型n静态前馈控制与动态前馈控制n线性前馈控制与非线性前馈控制讨论常见的前馈控制器类型换热器出口温度线性前馈控制的仿真结果详见仿真模型/FFControl /ExHeaterLinearFFC.mdl非线性静态前馈控制方案静态数学模型讨论上述非线性前馈控制器的实现非线性静态前馈控制仿真试建立换热器出口温度前馈控制系统的仿真模型前馈控制与反馈控制的比较前馈控制前馈控制反馈控制反馈控制相关干扰可测量CV 可测量基于干扰操作 MV基于CV控制误差操作 MV开环，无稳定性问题闭环，稳定性至关重要只有部分干扰可检测全部干扰均通过CV可感受控制通道与相关干扰通道的精确数学模型均需要获得不需要对象的数学模型不适合于非线性、时变系统可适合于非线性、时变系统换热器前馈反馈控制方案#1FFC输出初值如何设置？换热器前馈反馈控制方案#2控制器参数如何整定？小 结n可能引入前馈控制的场合(1) 基本的被控变量不可测(2) 基本的被控变量可测，但某些干扰太强以至于反馈控制系统难以满足工艺要求n运用前馈控制的条件(1) 主要干扰是可测的(2) 干扰通道的响应速度低于控制通道的响应速度(3) 干扰通道与控制通道的动态特性几乎是不变的，或者是可抵消的比值控制内 容n比值控制的概念n比值控制方案设计n锅炉中的空燃比双交叉比值控制n小结混合过程的控制问题与解决方案问题：问题：当NaOH 流量QB变化时，如何通过调节水量QA 来维持混合液的浓度在 6 8%解决方案：解决方案：(1) 通过测量混合液的浓度，并采用单回路反馈控制来满足上述要求；(2) 不直接控制混合液浓度，而是采用输入流量比值控制来间接达到上述要求（即前馈控制方案）一般的流量比值控制问题控制问题：控制问题：通过操作流体A的流量QA以维持两流量的比值不变，即 QA / QB = KAB, 即使流体B的流量QB变化。流体B可被称为主动流体，而流体A可称为被动流体。比值控制方案 #1稳态条件：稳态条件：假设两流量变送器均为线性，其输出为0 100%，仪表量程分别为0, QAmax、0, QBmax比值控制方案 #2稳态条件：稳态条件：比值控制方案 #3稳态条件： QA, sp = QA, m对于以%为单位的数字仪表，乘法器输出为讨论：与方案#1的异同比值控制方案 #4稳态条件：Rsp = Rm而除法器输出为但该流量回路存在很强的非线性。为什么?双闭环比值控制方案比值控制单回路控制比较变比值控制方案举例由于换热器的稳态方程为假设主要干扰来自于PV, RF；如何改善换热器出口温度的控制性能 ?基本锅炉控制问题设计控制系统以满足（1）安全性：液位控制、空气/燃料流量比值控制（2）满足用户需求： 蒸汽压力控制（3）有效且经济燃烧空气/燃料比值稳态时基本不变，动态时空气富裕锅炉空燃比控制方案 #1方案特点：并行控制（即设定值比值），手动调节空燃比值适用条件？存在哪些问题？锅炉空燃比控制方案 #2方案特点：外比值控制手动调节空燃比值锅炉空燃比控制方案 #3方案特点：内比值控制手动调节空燃比值与方案2的区别仍存在问题否？锅炉空燃比控制方案 #4双交叉控制手动调节空燃比值分析其工作原理（1）KFA如何设定（2）稳态条件（3）蒸汽用量增加或减少时，控制系统的响应过程锅炉空燃比控制方案 #5带有O2调节的双交叉控制小结n比值控制的概念n几种常用的比值控制方案n比值控制系统中比值系数的确定n详见讨论了锅炉空燃比双交叉比值控制的应用背景与工作原理