下水箱液位前饋反饋控制系統(tǒng)

1、下水箱液位前饋反饋控制系統(tǒng)實驗、實驗目的1學習前饋-反饋控制的原理2 了解前饋-反饋控制的特點3、掌握前饋-反饋控制的設(shè)計、實驗設(shè)備A3000-FS/FBS現(xiàn)場系統(tǒng)，任意控制系統(tǒng) 三、實驗原理1控制原理前饋控制又稱擾動補償，它與反饋調(diào)節(jié)原理完全不同，是按照引起被調(diào)參數(shù) 變化的干擾大小進行調(diào)節(jié)的。在這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中要直接測量負載干擾量的變化， 當干擾剛剛出現(xiàn)而能測出時，調(diào)節(jié)器就能發(fā)出調(diào)節(jié)信號使調(diào)節(jié)量作相應的變化， 使兩者抵消與被調(diào)量發(fā)生偏差之前。因此，前饋調(diào)節(jié)對干擾的克服比反饋調(diào)節(jié)快。 但是前饋控制是開環(huán)控制。其控制效果需要通過反饋加以檢驗。 前饋控制器在測 出擾動之后，按過程的某種物質(zhì)或能量平衡

2、條件計算出校正值。 如果沒有反饋控 制，則這種校正作用只能在穩(wěn)態(tài)下補償擾動作用。圖6-12前饋一反饋控制系統(tǒng)原理圖如果支路一出現(xiàn)擾動，經(jīng)過流量計測量之后，測量得到干擾的大小，然后在 第二個支路通過調(diào)整調(diào)節(jié)閥開度，直接進行補償。而不需要經(jīng)過調(diào)節(jié)器。如果沒有反饋，就是開環(huán)控制，這個控制是有余差的。增加反饋通道，使用PI進行控制，如圖6-12所示。我們按照參考書上的內(nèi)容，進行了部分簡化。前饋控制不考慮控制通道與對象通道延遲，則根據(jù)物料平衡關(guān)系，簡單的前 饋控制方程為：Qu=dF。也就是兩個流量的和保持穩(wěn)定。但是有兩個條件，一是準確知道第一個支路 的流量，二是準確知道調(diào)節(jié)閥開度與流量對應關(guān)系心，如圖6

3、-13所示：2、測量與控制端連接表測量或控制量測量或控制量標 號使用控制器端口渦輪流量計FT101AI0下水箱液位:LT103AI1電磁流量計FT102AI2調(diào)節(jié)閥FV101AO0說明：電磁流量計可能為渦輪流量計。3、實驗方案被調(diào)量為調(diào)節(jié)閥，控制量是支路 2流量，控制目標是下水箱液位。首先實現(xiàn)前饋控制，通過測量支路 1、2流量，控制調(diào)節(jié)閥，使得支路 2流 量變化跟蹤支路1流量變化。然后實現(xiàn)反饋控制，通過測量水箱液位，控制調(diào)節(jié)閥，從而把前饋控制不能 修正的誤差進行修正。4、參考結(jié)果在前饋-反饋控制下的加法器系數(shù) K取不同值時的控制曲線如圖 6-146-17 所示：圖6-14 K =0時前饋一反饋

4、控制曲線圖6-15 K =1時前饋一反饋控制曲線的 HP09:4710:4711:4?WQJ畑肝 1747圖6-16 K=2時前饋反饋控制曲線圖6-17 K =3時前饋反饋控制曲線四、實驗要求1、設(shè)計前饋一反饋控制系統(tǒng)2、經(jīng)過參數(shù)調(diào)整，獲得最佳的控制效果，并通過干擾來驗證五、實驗內(nèi)容與步驟1、 在A3000-FS上，打開手動調(diào)節(jié)閥 JV104、JV103, 1#電磁閥，JV201、JV206。其余閥門關(guān)閉。2、按照測量與控制列表進行連線：在A3000-CS 上,電磁流量計輸出端連接到 AI2 ;渦輪流量計輸出端連接 AI0 ; 下水箱液位連接到 AI1 ； AO0 連接到電動調(diào)節(jié)閥 (FV101)。3、打開 A3000 電源。4、在 A3000-FS 上，啟動左邊水泵和右邊水泵。左邊水泵使用變頻器控制。5、首先測量調(diào)節(jié)閥開度和流量關(guān)系。給出不同的開度電流，觀察電磁流量 計的數(shù)值。6、計算關(guān)系函數(shù)，加入控制軟件中。7、開始前饋 -反饋控制。啟動上位機，設(shè)置控制器參數(shù)，設(shè)置前饋系數(shù)，記 錄其實時曲線。8、通過變頻器改變左邊支路水流量，觀察并記錄控制曲線的變化。9、反復進行操作 8，并修正 K 值參數(shù) ,并將其同調(diào)節(jié)閥開度與流量對應關(guān)系 K1 做比