过程控制入门（8）| 单回路结构改进
过程控制入门（8）| 单回路结构改进
yibiaoquan
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简单的反馈控制回路用于保持过程变量不变或使过程变量以特定的方式变化。典型的过程控制方案要复杂得多，有多个过程变量、多个控制器或者多个最终控制元件。
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提高控制性能的首选方法
在串级控制中，有两个（或更多）控制器，其中一个控制器的输出驱动另一个控制器的设定值。
只有当单回路控制不能提供可接受的控制性能时，才有必要进行单回路结构改进。
当干扰发生时如果一个变量可以检测扰动而且最终控制元件还可以影响这个变量，则可以将该变量和最终控制元件组成一个单回路，原来的控制回路是主回路，新增加的控制回路称为副回路。主回路的控制器输出到副回路的设定值。使用串级控制可以显著提高闭环控制性能，减少控制元件非线性的影响并降低PID整定的难度。
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前馈控制的基本思路
当干扰发生时如果一个变量可以检测扰动，但是最终控制元件和整个变量之际没有因果关系就不能通过串级的形式得到改进。此时就需要对该干扰进行补偿和协同控制以使干扰和控制的影响互相抵消。
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反馈、串级、前馈
前馈控制与反馈控制是完全不同的概念。
前馈控制属于开环控制，而反馈控制属于闭环控制。干扰进入过程后，操作员会对其进行检测和测量。然后，操作员根据对过程的了解，改变操纵变量，使干扰对系统的影响降至最低。前馈控制和反馈控制是人员干预系统的两个主要控制模式，如果决策是基于干扰做出的属于前馈控制，如果决策是基于过程变量或偏差做出的则属于反馈控制。
往期连载
过程控制入门（1）| 反馈：一种有效机制
过程控制入门（2）| 闭环还是开环
过程控制入门（3）| PID的参数意义
过程控制入门（4）| 两类模型-自衡和积分
过程控制入门（5）| 闭环响应曲线的知识
过程控制入门（6）| Lambda整定方法
过程控制入门（7）| 控制回路优化最佳实践
声 明
本文审稿专家
吕植训
香港昌辉公司天津公司的副总经理、技术总监
冯少辉 博士(后)，高级工程师，实战派过程控制专家，Lambda整定方法推广人，中国化工学会能源化工智能制造专委会委员，《化工自动化及仪表》编委、华东理工大学硕士企业导师！
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