一、實驗目的

1、熟悉前饋調節系統的構成及設計方法。

2、掌握前饋系統的參數整定及調節過程。實驗六前饋調節系統

二、實驗設備

過程控制系統實驗裝置、連接導線測量變送器DBC－211－PV0～10mA6.5mA4mA恒流器Ⅰ恒流器Ⅱ干擾三、定義、組成、框圖、原理1、定義由1臺前饋調節器、1臺執行器、1個被控對象、1臺干擾測量變送器和1條前饋支路組成的開環控制系統。2、組成由5個部分組成（1臺前饋調節器、1臺執行器、1個被控對象、1臺干擾測量變送器和1條前饋支路）3、框圖4、工作過程（1）若采用氣開閥（電開閥）“+”，被控對象為“+”，則前饋調節器為“－”，（2）若干擾F(S)→△h↓→調節閥(+)開度↑→干擾測量值FV↓→e↓→前饋調節器（－）輸出↑進水槽流量↑△h↑（趨于平穩）FV－FVe=FV-SPh2SP前饋調節器DTL－321被控參數h3水槽Ⅲ+水槽ⅡMV（0～10mA）e恒流器Ⅰ液位Ⅰ液位Ⅱ液位Ⅲ恒流器Ⅱ伺服放大器Ⅱ流量計Ⅱ記錄儀調節器ⅠⅠⅡ流量計Ⅰ伺服放大器Ⅰ切換開關LT3LT2LT1水槽mAmA35電動閥流量計手動閥2461水龍頭水泵四、實驗接線按下圖連接好實驗接線五、實驗步驟及實驗記錄5、啟動兩臺水泵，等待液位穩定。

2、將水龍頭1、2打開，其余關。3、開關K搬到Ⅱ位置，調恒流器Ⅱ的輸出為3mA。開關K搬到Ⅰ位置，調恒流器Ⅰ的輸出為8mA。4、將調節器打到硬手動。調節手動撥盤，使其輸出表頭=30％(3mA處)6、拉出前饋調節器，將其正、反作用開關打到“反”位置。7、把調節器PID參數按下表設定為純比例控制。即作為靜態前饋補償調節器使用。3mA8mA1水槽2水槽3水槽8、當液位穩定后（記錄儀畫直線），調調節器給定值旋鈕，使測量值指針與給定值指針對齊（即偏差e＝SP－PV＝0），然后將調節器打到“自動”，再把K從Ⅰ搬到Ⅱ，加入干擾。把做出的過程曲線剪下，貼在后面表格中。并分析干擾量是否被克服，達到最佳補償。若達到，則前饋控制器參數整定完畢，實驗結束。若沒達到，則接著做下一步。8.當液位穩定后（記錄儀畫直線），調調節器給定值旋鈕，使測量值指針與給定值指針對齊（即偏差e＝SP－PV＝0），然后將調節器打到“自動”，再將開關K從Ⅰ搬到Ⅱ，加入干擾。H2SP前饋調節器DTL－321測量變送器DBC－2110～10mA－PV被控參數H3水槽Ⅲ6.5mA4mA恒流器Ⅰ恒流器Ⅱ干擾+水槽Ⅱ記錄儀－h2SP前饋調節器DTL－321測量變送器DBC－2110～10mA被控參數h3水槽Ⅲ6.5mA4mA恒流器Ⅰ恒流器Ⅱ干擾+水槽Ⅱ記錄儀－1020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)246810b調節作用a干擾作用1020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)2468100欠補償過補償1020515t(分)I(mA)246810b調節作用a干擾作用5102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)246810b調節作用a干擾作用5102015t(分)H3(mA)2468100b調節作用1020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)24681001020515t(分)I(mA)246810a干擾作用b調節作用5102015t(分)h3(mA)2468100最佳補償1020515t(分)I(mA)2468105102015t(分)h3(mA)2468100調節器參數設定前饋調節器參數設置實驗得到的過程曲線對實驗曲線進行分析前饋調節器(P控制)δ＝100%TI＝∞

TD＝0對左邊實驗曲線進行分析可知，經過前饋控制器的控制，控制量弱于干擾量，控制過程出現了欠補償的情況，不滿足要求。重新調整控制器參數，做下一次整定。δ＝60％

TI＝∞

TD＝0對左邊實驗曲線進行分析可知，經過前饋控制器的調節，控制量強于干擾量，控制過程出現了過補償的情況，不滿足要求。重新調整控制器參數，做下一次整定。δ＝75％

TI＝∞

TD＝0對左邊實驗曲線進行分析可知，經過前饋控制器的控制，控制量基本等于干擾量，調節過程出現了理想的最佳補償的情況，滿足前饋控制系統控制器參數整定要求，達到了實驗目的。參數整定結束。9.把每次記錄儀記下的曲線記入上表，看曲線是否達到“最佳補償”，若達到，則參數整定完畢。否則，反復仔細改變比例度δ值，重復步驟8整定第二次，第三次……使干擾造成影響最小，以獲得最佳補償效果。1、什么是前饋控制系統？它有什么特點？七、回答思考題六、實驗分析我對實驗所得到的曲線進行了認真、細致的分析，寫出上表所示的分析結論。答（1）是指由被控對象、前饋控制器、執行器、干擾量測量變送器和前饋支路組成的根據干擾大小進行控制的系統。（2）前饋控制系統主要有下列特點：①是按干擾大小進行控制的，比反饋控制及時、有效，不受系統滯后的限制；②是屬于開環控制系統，是一次性控制；③使用的是視對象特性而定的“專用”控制器，即前饋補償裝置，調節規律不能用PID④一種前饋作用只能克服一種干擾。2、前饋控制的主要形式有哪幾種？答：主要形式有單純的前饋控制（又稱簡單前饋控制）和前饋-反饋控制兩種。根據對干擾補償形式的特點，又分靜態前饋控制和動態前饋控制。3、前饋控制主要應用在什么場合？答：前饋控制主要用下列場合：（1）干擾幅值大而頻繁，對被控變量影響劇烈，單純反饋控制達不到要求時；（2）主要干擾是可測不可控的變量；（3）對象的控制通道滯后大，反饋控制不及時，控制質量差時，可采用前饋-反饋