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柴油流量计的前馈控制

2013-12-05 11:24

    前面列举的图8-3-2所示的换热器出口物料温度控制就属于单纯的前馈控制系统,它是按照干扰的大小来进行控制的。根据对干扰补偿的特点,可分为静态前馈控制和动态前馈控制。
    (1)柴油流量计静态前馈控制系统  在图8-3-2中,前馈控制器的输出信号是按干扰大小随时间变化的,它是干扰量和时间的函数。而当干扰通道和控制通道动态特性相同时,便可以不考虑时间函数,只按静态关系确定前馈控制作用。静态前馈是前馈控制中的一种特殊形式。如当干扰阶跃变化时,前馈控制器的输出也为一个阶跃变化。图8-3-2中,如果主要干扰是进料流量的波动△Q1,那么前馈控制器的输出△mf为
    这种静态前馈实施起来十分方便,用常规仪表中的比值器或比例控制器即可作为前馈控制器使用,Kf为其比值或比例系数。
    在有条件列写各参数的静态方程时,可按静态方程式来实现静态前馈。图8-3-5是蒸汽加热的换热器,柴油流量计拎料进人量为Q1,进口温度为θ1,出口温度θ2是被控变量。
分析影响出口温度θ2的因素,进料Q1增加,使θ2降低;人口温度θ1提高,使θ2升高;蒸汽压力下降,使θ2降低。假若这些干扰当中,进料量Q1变化幅度大而且频繁,现在只考虑对干扰Q1进行静态补偿的话,可利用热平衡原理来分析,近似的平衡关系是蒸汽冷凝放出的热量等于进料流体获得的热量。

的关系,就可以实现静态补偿。根据静态控制方程式(8-3-4),构成换热器静态前馈控制实施方案如图8-3-5所示。
    此方案将主、次干扰θ1 ,Q1, Q2等都引人系统,控制质量大有提高。热交换器是应用前馈控制较多的场合,柴油流量计换热器有滞后大、时间常数大、反应慢的特性,前馈控制就县针对孩种对象特性设计的,故能很好地发挥作用。图8-3-5中虚线框内的环节,就是前馈控制所应该起的作用,可用前馈控制器,也可用单元组合仪表来实现。
    (2)动态前馈控制系统  静态前馈控制只能保证被控变量的静态偏差接近或等于零,并不能保证动态偏差达到这个要求。故必须考虑对象的动态特性,从而确定前馈控制器的规律,才能获得动态前馈补偿。现在图8-3-5的静态前馈控制基础上加个动态前馈补偿环节,便构成了图8-3-6的动态前馈控制实施方案。
    图中的柴油流量计动态补偿环节的特性,应该是图8-3-6动态前馈控制实施方案针对对象的动态特性来确定的。但是考虑到工业对象的特性千差万别,如果按对象特性来设计前馈控制器的话,将会花样繁多,一般都比较复杂,实现起来比较困难。因此,可在静态前馈控制的基础上,加上延迟环节或微分环节,以达到干扰作用的近似补偿。按此原理设计的一种前馈控制器,有三个可以调整的参数K,T1,T2,K为放大倍数,是为了静态补偿用的。T1, T2是时间常数,都有可调范围,分别表示延迟作用和微分作用的强弱。相对于干扰通道而言,控制通道反应快的给它加强延迟作用,反应慢的给它加强微分作用。根据两通道的特性适当调整T1, T2的数值,使两通道反应合拍便可以实现动态补偿,消除动态偏差。
 

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