基于MATLAB 的前馈控制系统仿真与应用

张松兰

（芜湖职业技术学院，安徽 芜湖241006）

工业生产过程中随着生产的进行，在被控过程中常出现大量的干扰，而生产工艺的技术和要求越来越高，对于生产中的干扰如果采用常规的反馈控制，控制通道又太长此时系统会出现超调很难获得较好的控制质量，由此提出了前馈控制的思想。单纯的前馈控制是一种根据干扰量进行控制的开环控制，会提高控制速度。反馈控制是根据偏差进行控制，只有等到干扰影响到输出量后且检测装置反馈到控制通道之后，经过一段时间后才能作用到被控过程，控制器采用合适的控制规律会提高控制精度但快速性会降低，在实际的工业过程中一般将前馈与反馈控制相结合，对不同的干扰采取不同的控制方案，可以同时发挥反馈控制和前馈控制的优点[1-3]。本文围绕过程控制中的前馈控制、反馈控制及串级控制展开仿真研究。

1 前馈控制的基本原理

图1 是前馈控制系统的框图，系统为一开环控制系统，系统的输出量与输入量相对应，在干扰作用下，输出量会偏离给定输入对应的输出量，加入前馈控制器可在干扰影响输出量的同时进行控制，因此可以克服此干扰量的影响。前馈控制器有静态前馈补偿和动态前馈补偿两种方式，静态前馈主要对输出量的静态偏差进行调节，不能消除控制过程中的动态偏差。

图1 前馈控制系统框图

图2 静态前馈控制系统输出

为比较静态前馈与动态……