實(shí)驗(yàn)六 前饋控制系統(tǒng)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)成及設(shè)計(jì)方法。

2、掌握前饋系統(tǒng)的參數(shù)整定及調(diào)節(jié)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)六前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置、連接導(dǎo)線測(cè)量變送器DBC－211－PV0～10mA6.5mA4mA恒流器Ⅰ恒流器Ⅱ干擾三、定義、組成、框圖、原理1、定義由1臺(tái)前饋調(diào)節(jié)器、1臺(tái)執(zhí)行器、1個(gè)被控對(duì)象、1臺(tái)干擾測(cè)量變送器和1條前饋支路組成的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。2、組成由5個(gè)部分組成（1臺(tái)前饋調(diào)節(jié)器、1臺(tái)執(zhí)行器、1個(gè)被控對(duì)象、1臺(tái)干擾測(cè)量變送器和1條前饋支路）3、框圖4、工作過(guò)程（1）若采用氣開(kāi)閥（電開(kāi)閥）“+”，被控對(duì)象為“+”，則前饋調(diào)節(jié)器為“－”，（2）若干擾F(S)→△h↓→調(diào)節(jié)閥(+)開(kāi)度↑→干擾測(cè)量值FV↓→e↓→前饋調(diào)節(jié)器（－）輸出↑進(jìn)水槽流量↑△h↑（趨于平穩(wěn)）FV－FVe=FV-SPh2SP前饋調(diào)節(jié)器DTL－321被控參數(shù)h3水槽Ⅲ+水槽ⅡMV（0～10mA）e恒流器Ⅰ液位Ⅰ液位Ⅱ液位Ⅲ恒流器Ⅱ伺服放大器Ⅱ流量計(jì)Ⅱ記錄儀調(diào)節(jié)器ⅠⅠⅡ流量計(jì)Ⅰ伺服放大器Ⅰ切換開(kāi)關(guān)LT3LT2LT1水槽mAmA35電動(dòng)閥流量計(jì)手動(dòng)閥2461水龍頭水泵四、實(shí)驗(yàn)接線按下圖連接好實(shí)驗(yàn)接線五、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)記錄5、啟動(dòng)兩臺(tái)水泵，等待液位穩(wěn)定。

2、將水龍頭1、2打開(kāi)，其余關(guān)。3、開(kāi)關(guān)K搬到Ⅱ位置，調(diào)恒流器Ⅱ的輸出為3mA。開(kāi)關(guān)K搬到Ⅰ位置，調(diào)恒流器Ⅰ的輸出為8mA。4、將調(diào)節(jié)器打到硬手動(dòng)。調(diào)節(jié)手動(dòng)撥盤(pán)，使其輸出表頭=30％(3mA處)6、拉出前饋調(diào)節(jié)器，將其正、反作用開(kāi)關(guān)打到“反”位置。7、把調(diào)節(jié)器PID參數(shù)按下表設(shè)定為純比例控制。即作為靜態(tài)前饋補(bǔ)償調(diào)節(jié)器使用。3mA8mA1水槽2水槽3水槽8、當(dāng)液位穩(wěn)定后（記錄儀畫(huà)直線），調(diào)調(diào)節(jié)器給定值旋鈕，使測(cè)量值指針與給定值指針對(duì)齊（即偏差e＝SP－PV＝0），然后將調(diào)節(jié)器打到“自動(dòng)”，再把K從Ⅰ搬到Ⅱ，加入干擾。把做出的過(guò)程曲線剪下，貼在后面表格中。并分析干擾量是否被克服，達(dá)到最佳補(bǔ)償。若達(dá)到，則前饋控制器參數(shù)整定完畢，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。若沒(méi)達(dá)到，則接著做下一步。8.當(dāng)液位穩(wěn)定后（記錄儀畫(huà)直線），調(diào)調(diào)節(jié)器給定值旋鈕，使測(cè)量值指針與給定值指針對(duì)齊（即偏差e＝SP－PV＝0），然后將調(diào)節(jié)器打到“自動(dòng)”，再將開(kāi)關(guān)K從Ⅰ搬到Ⅱ，加入干擾。H2SP前饋調(diào)節(jié)器DTL－321測(cè)量變送器DBC－2110～10mA－PV被控參數(shù)H3水槽Ⅲ6.5mA4mA恒流器Ⅰ恒流器Ⅱ干擾+水槽Ⅱ記錄儀－h(huán)2SP前饋調(diào)節(jié)器DTL－321測(cè)量變送器DBC－2110～10mA被控參數(shù)h3水槽Ⅲ6.5mA4mA恒流器Ⅰ恒流器Ⅱ干擾+水槽Ⅱ記錄儀－1020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)246810b調(diào)節(jié)作用a干擾作用1020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)2468100欠補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)償1020515t(分)I(mA)246810b調(diào)節(jié)作用a干擾作用5102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)246810b調(diào)節(jié)作用a干擾作用5102015t(分)H3(mA)2468100b調(diào)節(jié)作用1020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)246810a干擾作用b調(diào)節(jié)作用5102015t(分)h3(mA)2468100最佳補(bǔ)償1020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)2468100調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定前饋調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置實(shí)驗(yàn)得到的過(guò)程曲線對(duì)實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行分析前饋調(diào)節(jié)器(P控制)δ＝100%TI＝∞

TD＝0對(duì)左邊實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行分析可知，經(jīng)過(guò)前饋控制器的控制，控制量弱于干擾量，控制過(guò)程出現(xiàn)了欠補(bǔ)償?shù)那闆r，不滿足要求。重新調(diào)整控制器參數(shù)，做下一次整定。δ＝60％

TI＝∞

TD＝0對(duì)左邊實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行分析可知，經(jīng)過(guò)前饋控制器的調(diào)節(jié)，控制量強(qiáng)于干擾量，控制過(guò)程出現(xiàn)了過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r，不滿足要求。重新調(diào)整控制器參數(shù)，做下一次整定。δ＝75％

TI＝∞

TD＝0對(duì)左邊實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行分析可知，經(jīng)過(guò)前饋控制器的控制，控制量基本等于干擾量，調(diào)節(jié)過(guò)程出現(xiàn)了理想的最佳補(bǔ)償?shù)那闆r，滿足前饋控制系統(tǒng)控制器參數(shù)整定要求，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。參?shù)整定結(jié)束。9.把每次記錄儀記下的曲線記入上表，看曲線是否達(dá)到“最佳補(bǔ)償”，若達(dá)到，則參數(shù)整定完畢。否則，反復(fù)仔細(xì)改變比例度δ值，重復(fù)步驟8整定第二次，第三次……使干擾造成影響最小，以獲得最佳補(bǔ)償效果。1、什么是前饋控制系統(tǒng)？它有什么特點(diǎn)？七、回答思考題六、實(shí)驗(yàn)分析我對(duì)實(shí)驗(yàn)所得到的曲線進(jìn)行了認(rèn)真、細(xì)致的分析，寫(xiě)出上表所示的分析結(jié)論。答（1）是指由被控對(duì)象、前饋控制器、執(zhí)行器、干擾量測(cè)量變送器和前饋支路組成的根據(jù)干擾大小進(jìn)行控制的系統(tǒng)。（2）前饋控制系統(tǒng)主要有下列特點(diǎn)：①是按干擾大小進(jìn)行控制的，比反饋控制及時(shí)、有效，不受系統(tǒng)滯后的限制；②是屬于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，是一次性控制；③使用的是視對(duì)象特性而定的“專(zhuān)用”控制器，即前饋補(bǔ)償裝置，調(diào)節(jié)規(guī)律不能用PID④一種前饋?zhàn)饔弥荒芸朔环N干擾。2、前饋控制的主要形式有哪幾種？答：主要形式有單純的前饋控制（又稱(chēng)簡(jiǎn)單前饋控制）和前饋-反饋控制兩種。根據(jù)對(duì)干擾補(bǔ)償形式的特點(diǎn)，又分靜態(tài)前饋控制和動(dòng)態(tài)前饋控制。3、前饋控制主要應(yīng)用在什么場(chǎng)合？答：前饋控制主要用下列場(chǎng)合：（1）干擾幅值大而頻繁，對(duì)被控變量影響劇烈，單純反饋控制達(dá)不到要求時(shí)；（2）主要干擾是可測(cè)不可控的變量；（3）對(duì)象的控制通道滯后大，反饋控制不及時(shí)，控制質(zhì)量差時(shí)，可采用前饋-反饋