下水箱液位前馈反馈控制系统

1、下水箱液位前馈反馈控制系统实验、实验目的1学习前馈-反馈控制的原理2 了解前馈-反馈控制的特点3、掌握前馈-反馈控制的设计、实验设备A3000-FS/FBS现场系统，任意控制系统 三、实验原理1控制原理前馈控制又称扰动补偿，它与反馈调节原理完全不同，是按照引起被调参数 变化的干扰大小进行调节的。在这种调节系统中要直接测量负载干扰量的变化， 当干扰刚刚出现而能测出时，调节器就能发出调节信号使调节量作相应的变化， 使两者抵消与被调量发生偏差之前。因此，前馈调节对干扰的克服比反馈调节快。 但是前馈控制是开环控制。其控制效果需要通过反馈加以检验。 前馈控制器在测 出扰动之后，按过程的某种物质或能量平衡

2、条件计算出校正值。 如果没有反馈控 制，则这种校正作用只能在稳态下补偿扰动作用。图6-12前馈一反馈控制系统原理图如果支路一出现扰动，经过流量计测量之后，测量得到干扰的大小，然后在 第二个支路通过调整调节阀开度，直接进行补偿。而不需要经过调节器。如果没有反馈，就是开环控制，这个控制是有余差的。增加反馈通道，使用PI进行控制，如图6-12所示。我们按照参考书上的内容，进行了部分简化。前馈控制不考虑控制通道与对象通道延迟，则根据物料平衡关系，简单的前 馈控制方程为：Qu=dF。也就是两个流量的和保持稳定。但是有两个条件，一是准确知道第一个支路 的流量，二是准确知道调节阀开度与流量对应关系心，如图6

3、-13所示：2、测量与控制端连接表测量或控制量测量或控制量标 号使用控制器端口涡轮流量计FT101AI0下水箱液位:LT103AI1电磁流量计FT102AI2调节阀FV101AO0说明：电磁流量计可能为涡轮流量计。3、实验方案被调量为调节阀，控制量是支路 2流量，控制目标是下水箱液位。首先实现前馈控制，通过测量支路 1、2流量，控制调节阀，使得支路 2流 量变化跟踪支路1流量变化。然后实现反馈控制，通过测量水箱液位，控制调节阀，从而把前馈控制不能 修正的误差进行修正。4、参考结果在前馈-反馈控制下的加法器系数 K取不同值时的控制曲线如图 6-146-17 所示：图6-14 K =0时前馈一反馈

4、控制曲线图6-15 K =1时前馈一反馈控制曲线的 HP09:4710:4711:4?WQJ畑肝 1747图6-16 K=2时前馈反馈控制曲线图6-17 K =3时前馈反馈控制曲线四、实验要求1、设计前馈一反馈控制系统2、经过参数调整，获得最佳的控制效果，并通过干扰来验证五、实验内容与步骤1、 在A3000-FS上，打开手动调节阀 JV104、JV103, 1#电磁阀，JV201、JV206。其余阀门关闭。2、按照测量与控制列表进行连线：在A3000-CS 上,电磁流量计输出端连接到 AI2 ;涡轮流量计输出端连接 AI0 ; 下水箱液位连接到 AI1 ； AO0 连接到电动调节阀 (FV101)。3、打开 A3000 电源。4、在 A3000-FS 上，启动左边水泵和右边水泵。左边水泵使用变频器控制。5、首先测量调节阀开度和流量关系。给出不同的开度电流，观察电磁流量 计的数值。6、计算关系函数，加入控制软件中。7、开始前馈 -反馈控制。启动上位机，设置控制器参数，设置前馈系数，记 录其实时曲线。8、通过变频器改变左边支路水流量，观察并记录控制曲线的变化。9、反复进行操作 8，并修正 K 值参数 ,并将其同调节阀开度与流量对应关系 K1 做比