输出端顺馈控制与顺馈补偿控制系统

摘要

一种输出端顺馈控制与顺馈补偿控制系统，是在被控对象输出端人为地引入一个“输出加减器”构成“双通道顺馈补偿”新型控制系统的输出端顺馈控制，是不同于反馈控制而又优于反馈控制的全新控制形式。它不但避免了反馈控制的一系列不可克服的缺陷，而且可以对“黑色对象”进行完全补偿的“理想控制”，甚至可以实现“绝对不变性”。应用此新技术不但可以对工业生产过程变量：流量、液位、压差(压强)、温度、浓度、湿度(水分)、PH值等等进行高精度顺馈补偿控制，而且也可以对电气传动变量：转速、转矩、功率等进行超高精度顺馈补偿控制。因此，这是一个具有发展前途与应用前景的自动控制高新技术。

主权项

1.一种输出端顺馈控制与顺馈补偿控制系统，其特征在于包括有未知的被控对象(1)、检测变送器(2)、参考输入装置(3)、信号比较器(4)、主通道引入环节(5)、补偿通道补偿环节(6)和输出加减器(7)，其中补偿环节(6)又包括有比例放大器、执行器及其信号转换环节；输出加减器(7)是人为加入到被控对象(1)输出端，并且能够实现被控变量加减运算的物理量加减器，它又包括有流量加减器和转速加减器；被控对象(1)的输出端通过引入环节(5)与输出加减器(7)的主通道输入端连接，检测变送器(2)通过传感器检测到中间变量y1(t)，并通过检测变送器(2)把检测变量y1(t)转换为检测信号kfy1(t)，而kf为检测变送器(2)的信号转换系数，再将此检测信号与参考输入装置(3)的输出信号r(t)都输入到信号比较器(4)中进行比较，比较的结果得到误差信号e(t)＝r(t)-kf y1(t)，并从信号比较器(4)的输出端输出；误差信号e(t)通过补偿环节(6)，并在此把误差信号e(t)放大K倍后得到控制信号K e(t)，在执行器中把控制信号K e(t)转换为变量y2(t)，再输入到输出加减器(7)的补偿通道输入端，输出加减器(7)将主通道输入变量KAy1(t)与补偿通道输入变量y2(t)相减或相加后就得到最终输出变量y(t)，因GA(s)、GB(s)分别为引入环节(5)和补偿环节(6)的传递函数，当GA(s)、GB(s)都是线性比例环节时，则KA＝GA(s)、KB＝GB(s)；故此知道：如果“双通道完全补偿”，即y1(t)的任何变化都能够用y2(t)的相反变化完全补偿时，则有输出变量y(t)将完全不再受y1(t)变化的影响，但r(t)的任何变化将影响y(t)，而且将使y(t)完全跟踪r(t)而变化，这样的“双通道完全补偿”控制就是实现了“绝对不变性”，不仅如此，还能够看出：如果实现了“双通道完全补偿”时，顺馈补偿控制系统不但完全与被控对象(1)的特性无关，而且也完全与被控对象(1)上所有的内部扰动和外部干扰f(t)无关，因此，输出端顺馈控制的被控对象(1)完全能够是“黑色对象”，但需指出，实际控制时的完全补偿和跟踪的精度将受到检测精度和信号转换精度的限制，并不能都达到完全理想的控制。