pid前馈控制作用

PID、前馈控制

在闭环控制系统，把系统的输出量通过检测装置（传感器）引向系统输入端，与系统的输入量进行比较，从而得到反馈量与输入量的偏差信号，利用此偏差信号通过控制器（调节器）产生控制作用，从而纠正偏差。 具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差系统。 闭环系统具有较强的抗干扰性能。

闭环系统对于给定信号和检测装置中的扰动无能为力。

将比例调节器换成比例积分调节器之后，不仅改善了动态性能，而且还能从根本上消除静差，实现无静差调节。

电流截止负反馈是为了实现截流反馈，为了能够保持电流不变，使它不超过允许值。电流负反馈的限流作用只应在启动和堵转时存在，在正常运行时必须去掉，使电流能自由的随着负载增减。

当采用了转速微分负反馈的时候，转速发生变化时，将会比普通双闭环系统更早一些达到平衡，使转速调节输入等效偏差信号提前改变极性，从而使转速调节器退饱和的时间提前。

电流正反馈和电压负反馈（或转速负反馈）是性质完全不同的两种控制作用，电压（转速）负反馈属于被调量的负反馈，是“反馈控制”，具有反馈控制规律，比例放大器控制时稳态总是有偏差的。放大倍数越大稳态偏差

前馈反馈控制讲解

前馈控制系统

前馈反馈控制讲解

内 容

前馈控制的由来与原理 静态前馈控制系统 前馈控制系统的动态补偿 前馈反馈控制系统 结论

前馈反馈控制讲解

一、基本原理及特点

问题：过程特性决定了它被控制的难易，一个本性难控的 过程具有Kf大、Tf<To、τ o/To大的特点，难控过程受到较 大扰动后，反馈控制的效果将不令人满意。下面分析其原 因，并讨论相应对策。原因 相应措施 ⒈本性难控过程克服扰动的稳定时间长 ⒈将扰动克服在被控变量偏 产生偏差大； 离设定值之前 ⒉反馈控制器不会区别偏差产生的原因， ⒉针对较大可测和不可控的 只是减少偏差，直到趋近“0”; 扰动采取措施，使被控变量 在扰动下基本不变 ⒊扰动产生频率过高，将使系统振荡； ⒊开环控制

“前馈控制方案

前馈反馈控制讲解

一、基本原理及特点D1 前馈 控制器 对象 y Dn

D1,……,Dn 为可测扰动；u, y分别为被控对象的操作变量与 受控变量。

u

前馈控制思想：在扰动还未影响输出以前，直接改变操作变 量，以使输出不受或少受外部扰动的影响。 前馈控制定义：是测取进入过程的干扰(包括外界干扰和设 定值变化，并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量， 使被控变量维持在

前馈反馈控制讲解

前馈控制系统

前馈反馈控制讲解

内 容

前馈控制的由来与原理 静态前馈控制系统 前馈控制系统的动态补偿 前馈反馈控制系统 结论

前馈反馈控制讲解

一、基本原理及特点

问题：过程特性决定了它被控制的难易，一个本性难控的 过程具有Kf大、Tf<To、τ o/To大的特点，难控过程受到较 大扰动后，反馈控制的效果将不令人满意。下面分析其原 因，并讨论相应对策。原因 相应措施 ⒈本性难控过程克服扰动的稳定时间长 ⒈将扰动克服在被控变量偏 产生偏差大； 离设定值之前 ⒉反馈控制器不会区别偏差产生的原因， ⒉针对较大可测和不可控的 只是减少偏差，直到趋近“0”; 扰动采取措施，使被控变量 在扰动下基本不变 ⒊扰动产生频率过高，将使系统振荡； ⒊开环控制

“前馈控制方案

前馈反馈控制讲解

一、基本原理及特点D1 前馈 控制器 对象 y Dn

D1,……,Dn 为可测扰动；u, y分别为被控对象的操作变量与 受控变量。

u

前馈控制思想：在扰动还未影响输出以前，直接改变操作变 量，以使输出不受或少受外部扰动的影响。 前馈控制定义：是测取进入过程的干扰(包括外界干扰和设 定值变化，并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量， 使被控变量维持在

液位前馈-反馈复合控制

实验报告书

实验名称： 液位前馈-反馈复合控制 姓名： 班级： 学号： 指导老师：

一、实验名称：

液位前馈-反馈复合控制 二、实验设备：

组态软件、实验箱。 三、实验过程：

需要注意的一点是：组态软件采用所有的工程量都是0-100。如液位的实际最高高度为28cm，液位参数设置时取20%，50%等类似的百分比

a) 流量液位前馈反馈控制

1 实验目的与要求

1.1.实验前需熟悉复合控制的原理与特点。

1.2.熟悉仪表装置，如检测单元、控制单元、执行单元等。 1.3.通过实验掌握前馈补偿器的设计方法。

2 实验系统组成 2.1 实验原理

流程图如图 2.3.1 所示。水介质由泵U101(P101)从水箱V104 中加压获得压头，经流量计FT101、电动调速器U101、水箱V101、手阀QV116 回流至水箱V104 而形成水循环，负荷的大小通过手阀QV116 来调节；其中，水箱V101 的液位由液位变送器LT101测得，给水流量由流量计FT101

一、 前馈——反馈复合控制系统 1 前馈——反馈复合控制系统的基本概念

前馈——反馈复合控制系统：系统中既有针对主要扰动信号进行补偿的前馈控制，又存在对被调量采用反馈控制以克服其它的扰动信号，这样的控制系统就是前馈——反馈复合控制系统。 2 概念的理解：

(1) 复合控制是指系统中存在两种不同的控制方式，即前馈控制和反馈控制； (2) 前馈控制的作用是对主要的扰动信号进行完全补偿，可以针对主要的扰动信号，设

计相应的前馈控制器；

(3) 引入反馈控制，是为了使系统能克服所有扰动信号对被调量产生的影响；因为除了

已知的主要的扰动信号以外，系统中还存在其它的扰动信号，这些扰动信号对被调量的影响比较小，有的是我们能够考虑到的，有的我们根本就考虑不到或无法测量，都通过反馈控制加以克服；

(4) 系统中需要测量的信号既有被调量，又有扰动信号； 3 前馈——反馈复合控制系统实例分析

混合水温的前馈——反馈复合控制系统（如图3－12所示）。

前馈控制器 执行器 流量测量变送器 调节器 温度测量变送器 冷水调节阀 热水调节阀 混合水温θ 图3－12 混和水温复合控制示意图

4前馈——反馈复合控制系统的组成

前馈——反馈复合控制系统主要由

一、 前馈——反馈复合控制系统 1 前馈——反馈复合控制系统的基本概念

前馈——反馈复合控制系统：系统中既有针对主要扰动信号进行补偿的前馈控制，又存在对被调量采用反馈控制以克服其它的扰动信号，这样的控制系统就是前馈——反馈复合控制系统。 2 概念的理解：

(1) 复合控制是指系统中存在两种不同的控制方式，即前馈控制和反馈控制； (2) 前馈控制的作用是对主要的扰动信号进行完全补偿，可以针对主要的扰动信号，设

计相应的前馈控制器；

(3) 引入反馈控制，是为了使系统能克服所有扰动信号对被调量产生的影响；因为除了

已知的主要的扰动信号以外，系统中还存在其它的扰动信号，这些扰动信号对被调量的影响比较小，有的是我们能够考虑到的，有的我们根本就考虑不到或无法测量，都通过反馈控制加以克服；

(4) 系统中需要测量的信号既有被调量，又有扰动信号； 3 前馈——反馈复合控制系统实例分析

混合水温的前馈——反馈复合控制系统（如图3－12所示）。

前馈控制器 执行器 流量测量变送器 调节器 温度测量变送器 冷水调节阀 热水调节阀 混合水温θ 图3－12 混和水温复合控制示意图

4前馈——反馈复合控制系统的组成

前馈——反馈复合控制系统主要由

专家IP控制D

1专、家PID控原制1理、专家IP控制原D 专理家PD控制I的实质是基：于控受对和象制控规的各种 知律，识须无知道被控象对精确模型，利的专家经用来验设计 PID数参专家。PID控是制种一接直型家专控制器

。图 1典型二阶系单统阶位响跃误应差线曲令(e)表示离散k的当化前采样刻的时误差值e,k( 1-),(k e-)2别表分前一示和个两前采样时个刻的误值，则有 e(差)ke(=)-ek( k1-) (ke 1-)=(ke-1)- (ke -)22/51

、专家1IPD控制原理根误差及其据化变对，图所示的二阶系1统单阶位 跃应响误曲线差进行如下定性分析： (1 )当 (ke) >1时M,明误差的说绝对值经已大。很 不误论变化差趋如势何，应考都虑控制器输的出定值按输 出以，达迅到调速整差，误误差绝对值使最大以速度减小 ，时同免超避。调时此，相当它于实开环控施。制/351

、专家1PD控I原制理2() 当(ek) (ke)>0 e或(k)=时，说0误明在朝差差误对绝 增值大方变化向，或差为某一误常值未，发生变。 化如果 ek()>M2, 说误明差大较，可考虑控制器实由施 较强控的制作，使误用差绝对朝值减小向变方，化迅速 减误小差的对

武汉理工大学机电工程学院

武汉理工大学 题目精益生产在汽车行业中的应用

学 院 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 日 期

武汉理工大学机电工程学院

精益生产在汽车行业中的应用

概述

目前提出的先进制造技术，就其内容讲大致可分为2大类。一类专门研究数字化的制造技术，其主要技术路线为CAD、VM、CAM、CIM到CIMS，以实现高柔性和高自动化为目标，这类技术常需要大量的人力、物力的投人，由于CIMS最终所能实现的仅是有限柔性；一类着重研究生产组织方式，从生产组织模式的角度探索适应市场需求的制造技术，如精益生产、并行工程、动态联盟等，其最大特征是无需大规模的投资，通过生产模式的变革，人员素质的提高可以实现针对产品的敏捷性、高柔性和低成本【1】，因此，十分适合于开发性企业。其中，精益生产对于企业发展和提高市场竞争力有这至关重要的意义。 精益生产的由来

20世纪70年代到80年代20世界70到80年代，

中北大学课程设计说明书

中北大学

课 程 设 计 说 明 书

学生姓名： 陈朋印 学 号： 1002034111 学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 过程装备与控制工程 题 目： 管式热裂解反应器出口温度前馈 ——反馈控制系统设计

指导教师： 姚竹亭 职称: 教授

许 昕 职称: 讲师

2014年1月10日

中北大学课程设计说明书

中北大学

课程设计任务书

2013/2014 学年第 1 学期

学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 过程装备与控制工程 学 生 姓 名： 陈朋印 学 号： 1002034111

课程设计题目： 管式热裂解反应器出口温度前馈

——反馈控制系统设计

起 迄 日 期：2013年12月30

正文开始：这篇文章分为三个部分：

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PID原理普及

常用四轴的两种PID算法讲解(单环PID、串级PID) 如何做到垂直起飞、四轴飞行时为何会飘、如何做到脱控？

PID原理普及

1、 对自动控制系统的基本要求： 稳、准、快：

稳定性（P和I降低系统稳定性，D提高系统稳定性）：在平衡状态下，系统受到某个干扰后，经过一段时间其被控量可以达到某一稳定状态； 准确性（P和I提高稳态精度，D无作用）：系统处于稳态时，其稳态误差；

快速性（P和D提高响应速度，I降低响应速度）：系统对动态响应的要求。一般由过渡时间的长短来衡量。

2、 稳定性：当系统处于平衡状态时，受到某一干扰作用后，如果系统输出能够恢复到原来的稳态值，那么系统就是稳定的；否则，系统不稳定。

3、 动态特性（暂态特性，由于系统惯性引起）：系统突加给定量（或者负载突然变化）时，其系统输出的动态响应曲线。延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调量和振荡次数。

通常： 上升时间和峰值时间用来评价系统的响应速度； 超调量用来评价系统的阻尼程度；