前馈控制 与锅炉汽包水位控制 戴连奎 浙江大学控制学院 2017/04/27.

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一、 一阶线性微分方程及其解法 二、 一阶线性微分方程的简单应用 三、 小结及作业 §6.2 一阶线性微分方程.
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第五节 函数的微分 一、微分的定义 二、微分的几何意义 三、基本初等函数的微分公式与微分运算 法则 四、微分形式不变性 五、微分在近似计算中的应用 六、小结.
第三节 微分 3.1 、微分的概念 3.2 、微分的计算 3.3 、微分的应用. 一、问题的提出 实例 : 正方形金属薄片受热后面积的改变量.
“ 你不仅要关心自己的盘子装的是什么食物,而 且更要关心每种食物的最佳进食时间! ” 这是英 国剑桥大学营养专家提出的最新健康饮食法则! 这是因为,食物也有自己的 “ 生物钟 ” , 只有遵 从它,你才能吃得更健康和苗条! 如果去吃自助餐,你会怎么做呢?先吃鱼肉大 菜,吃到差不多再吃蔬菜、主食,然后喝汤、
“ 你不僅要關心自己的盤子裝的是什麼食物,而 且更要關心每種食物的最佳進食時間! ” 這是英 國劍橋大學營養專家提出的最新健康飲食法則! 這是因為,食物也有自己的 “ 生物鐘 ” , 只有遵 從它,你才能吃得更健康和苗條! 如果去吃自助餐,你會怎麼做呢?先吃魚肉大 菜,吃到差不多再吃蔬菜、主食,然後喝湯、
五年級上學期的自然課,當我們上到水溶液單元時,老師指導我們石蕊試紙可以測試水溶液的酸鹼性,藍色石蕊試紙遇鹼性 水溶液不變色,遇酸性水溶液時變紅色;而紅色石蕊試紙遇鹼性水溶液變藍色,遇酸性水溶液時不變色。 可是,滴入醋水溶液的藍色石蕊試紙變紅色的部分竟然消失不見了,紅色石蕊試紙應該不變色卻出現藍紫色,怎麼會這樣呢?
茶叶基本知识 徐南眉. 中国是茶树的原产地,中国古代劳动人民 最早发现了茶、利用了茶,世界上其他国 家是从中国引入了茶树和制茶、饮茶的方 法,茶是中国古代劳动人民奉献给世界人 民的健康饮料。茶从最初的药用到饮用, 从煎煮饮用到现代沏茶品茶经历了漫长的 历史发展过程。在世界的东方,茶不但是 饮料,还包含着丰富的精神文化内容。
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第六节 用频率特性法分析系统性能举例 一、单闭环有静差调速系统的性能分析 二、单闭环无静差调速系统的性能分析
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第七节 用时域法分析系统性能举例 一、单闭环有静差调速系统 二、单闭环无静差调速系统
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《过程控制工程》复习 谢磊 浙江大学控制系.
锅炉设备控制 谢磊.
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前馈控制 与锅炉汽包水位控制 戴连奎 浙江大学控制学院 2017/04/27

前馈控制内容 前馈控制的概念 线性前馈控制器的设计 非线性前馈控制器的设计 前馈反馈控制策略 小结

反馈控制与前馈控制方案举例 反馈控制方案 前馈控制方案

前馈控制的一般概念 D1(t), …, Dn(t) 表示某些可测量、且对被控变量CV影响显著的干扰 前馈控制的基本原理: 在这些可测干扰影响CV以前,同时调节操作变量MV以抵消这些干扰的影响,最终使CV维持不变或基本不变。

线性前馈控制器的设计 设计目标:

线性前馈控制器设计(续) 设计目标: 前馈控制器设计公式:

线性前馈控制器设计(续) 前馈控制器设计公式: 物理意义分析 ( 为什么 ? )

前馈控制器的类型 静态前馈控制与动态前馈控制 常见的线性前馈控制器: 线性前馈控制与非线性前馈控制

详见仿真模型…/FFControl /ExHeaterLinearFFC.mdl 换热器出口温度 线性前馈控制的仿真结果 详见仿真模型…/FFControl /ExHeaterLinearFFC.mdl

非线性静态前馈控制方案 静态数学模型

前馈控制与反馈控制的比较 前馈控制 反馈控制 相关干扰可测量 CV 可测量 基于干扰操作 MV 基于CV控制误差操作 MV 开环,无稳定性问题 闭环,稳定性至关重要 只有部分干扰可检测 全部干扰均通过CV可感受 控制通道与相关干扰通道的精确数学模型均需要获得 不需要对象的数学模型 不适合于非线性、时变系统 可适合于非线性、时变系统

换热器前馈反馈控制方案#1 FFC输出初值如何设置?

换热器前馈反馈控制方案#2 控制器参数如何整定?

换热器前馈反馈控制方案#3 假设主要干扰来自于PV, RF;如何改善换热器出口温度的控制性能 ? 由于换热器的稳态方程为

小 结 可能引入前馈控制的场合 运用前馈控制的条件 (1) 基本的被控变量不可测 (2) 基本的被控变量可测,但某些干扰太强以至于反馈控制系统难以满足工艺要求 运用前馈控制的条件 (1) 主要干扰是可测的 (2) 干扰通道的响应速度低于控制通道的响应速度 (3) 干扰通道与控制通道的动态特性几乎是不变的,或者是可抵消的

前馈控制应用举例 ——锅炉汽包液位控制 戴连奎 浙江大学控制学院 2016/05/12

基本锅炉控制问题 设计控制系统以满足 (1)安全性: 液位控制、空气/燃料流量比值控制 (2)满足用户需求: 蒸汽压力控制 (3)有效且经济燃烧 空气/燃料比值稳态时基本不变,动态时空气富裕

锅炉空燃比控制方案 带有O2调节的双交叉控制

为什么说它是一个困难的控制问题?虚假水位现象 汽包水位控制问题 被控变量:汽包水位 H (s) 操作变量:给水流量 F (s) 主要干扰:燃烧发汽量与用汽量(基本平衡) D (s) 为什么说它是一个困难的控制问题?虚假水位现象

干扰通道特性—物理意义分析—控制通道特性 汽包水位对象特性分析 干扰通道特性—物理意义分析—控制通道特性 近似模型?

非最小相位系统及其特性 在复平面的右半平面将存在零点,如果 具有上述特点的过程称为“非最小相位系统”

单冲量控制方案 单回路PID控制

双冲量控制方案 问题讨论 (1)指出其控制策略 ? (2)画出其控制方块图 (3)选择控制器LC11的正反作用,C2的符号与大小,假设给水阀为气关阀,且C1 = 1。

三冲量控制方案 问题讨论 (1)指出其控制策略 ? (2)画出其控制方块图 (3)选择控制器LC11的正反作用,C2的符号与大小,假设给水阀为气关阀,且C1 = 1。

三冲量控制仿真示例

分析两种连接法对应的控制策略,它们存在什么区别 ? 三冲量控制的两种简化连接法 分析两种连接法对应的控制策略,它们存在什么区别 ?

小结 锅炉汽包液位控制的难点:控制通道存在非最小相位特性 无论是双冲量控制,还是三冲量控制,均引入发汽量(即蒸汽流量)作为前馈信号 该前馈反馈控制系统应用成功的关键在于:其前馈模型(进水量 = 发汽量)简单明确 当前馈模型难以建立,或对应的实际过程特性可能变化较大时,前馈控制就难以应用。

下一讲:非线性增益补偿 与中和过程pH控制 (1) 对于换热器工艺介质出口温度控制系统而言,可能存在哪些导致控制通道非线性的因素?如何补偿这些非线性因素? (2) 分析中和反应pH控制困难的原因,并提出改进方案