前馈控制

　　feedforward control (FFC)  前馈控制是按照扰动产生校正作用的一种调节方式，主要用于一些纯滞后或容量滞后较大的被控参数的控制。其目的是加速系统响应速度，改善系统的调节品质。前馈控制的信息流向是沿干扰通道和调节通道向输出方向馈输的。前馈调节规律[Gff(s)]取决于调节通道[G(s)—θ₁]与扰动通道(θ—θ₁)的特性。系统的传递函数表示为式(12—37)。

Θ₁(s)／Θ(s)＝G_pd(s)+G_ff(s)G_pc(s)　　(12—37)

式中，Gpd(s)、Gpc(s)分别为对象干扰通道与调节通道的传递函数，Θ₁(s)为输出；Θ(s)为输入。系统对扰动Θ(s)完全补偿的条件是式(12—38)：

Θ(s)≠0；而Θ₁(s)≡0　　          (12—38)

　　前馈补偿装置的传递函数就必须是式(12—39)：

G_ff(s)＝—G_pd(s)／G_pc(s)　　         (12—39)

　　只有满足此关系，才能使被控变量Θ₁(s)与扰动量Θ(s)完全无关，系统被调量才是对扰动绝对不灵敏、具有自衡性的系统，一个按设定值控制的系统。前馈控制系统结构如图12—38所示。

图12—38  前馈调节系统框图

　　前馈控制系统品质的好坏，主要取决于对模型静态特性的测量和前馈补偿器计算的准确性。

　　按照前馈补偿模型的方式可分为静态前馈控制系统和动态前馈控制系统。静态前馈控制系统是采用静态(即平衡状态)物料、能量平衡计算的方式决定前馈输入与输出关系的，也就是Gff(s)是一个静态系数kf

k_f=(k_g·G_g)／(k_m·G_m)　　             (12—40)

式中  kg——负荷静态增益；

　　  km——调节量静态增益；

　　  Gf——负荷动态增益；

　　  Gm——调节量动态增益。

　　动态前馈就是在某些要求严格的系统中，它的物料、能量不仅在不同负荷的稳态要符合平衡条件，而且要求变化的每一瞬间也完全符合平衡条件，否则就会造成系统的能量或质量的积累或亏欠，破坏系统的安全运行。

　　　　　　　　　　——摘自《安全工程大辞典》（化学工业出版社，1995年11月出版）