基于调节阀流量特性曲线的前馈控制系统设计

摘要

当液位控制系统中加入流量扰动后,经典控制理论中的前馈控制是使前馈环节与闭环系统的传递函数之积为1、使输出完全复现输入.由于控制系统内部各环节间存在非线性,以及对建模精度要求较高,在工程上难以实现.本文基于液位控制系统,提出利用实际工况参数,调节阀阀位、管路中流量与水箱液位来确定前馈补偿系数.其中调节阀阀位与管路中流量大小由调节阀的流量特性曲线所决定.在实际生产中,阀位与流量之间存在非线性关系,从而导致不同液位、不同干扰大小下的前馈补偿系数不一致,即在某工况下计算的前馈补偿系数并不能适用于其他工况.为此,本文进一步提出一种补偿阀位非线性的方法,改变阀的流量特性曲线,使阀位与流量呈线性关系.该方法使不同液位、不同干扰下的前馈补偿系数固定不变.通过仿真与实验验证了该方法的有效性.