前馈控制系统实施中的常见问题及解决方法

1.偏置值的设置

前馈反馈控制系统中引入偏置值十分必要。总控制信号u是前馈控制信号u_d和反馈控制信号u_c之和。如正常工况下，前馈控制信号u_d=12mA，则反馈控制信号u_c只能在4～12mA变化，使反馈控制信号被压缩，同时，使总控制信号输出不能在全范围内（4～20mA）变化。为此，需引入偏差信号u_b，其值正好抵消正常工况下前馈控制信号输出u_d，即

u=u_c+u_d-u_b （2-21）

集散控制系统中，前馈控制值常在前馈PID控制功能模块中直接给出，偏差值也可直接输入。在有些情况下，前馈控制的偏置值不需要引入。例如，在锅炉三冲量控制系统中，由于正常工况下给水量和蒸汽量应满足物料平衡关系，因此，不需要引入偏置值；当有流量副回路时，也不需要偏置值。

2.前馈补偿装置的参数选择

在许多工业过程控制中，静态前馈控制已可以获得满意的控制效果。所以静态增益K_d的选择十分重要。K_d的选择可以通过物料平衡或热量平衡的计算获得，也可以依据操作参数计算。如果扰动量为f₁时，输出为u₁，可使被控变量保持在设定值。而在扰动为f₂时，输出应为u₂，才能使被控变量维持在设定值，则K_d应为：(www.xing528.com)

还可以凭经验选择，u_j由小到大观测过渡过程曲线变化，最后确定较好的K_d值，如图2-11所示。

图2-11 不同K_d的过渡过程曲线

a）k_d=0 b）k_d太小 c）k_d太大 d）k_d正好

关于T₁和T₂的选择，一般最好进行测试得到，或按经验进行，观测过渡过程曲线的变化，进行选择和判断。