PLC-GOT控制系统前馈控制算法的应用

    前馈控制理论在有关控制理论的书籍中有详细的介绍，第三章中也做过简单的介绍，对于它的使用前提条件做过一些说明。现在利用上面的同一个系统，加进前馈控制算法，看如何在PLC中使用。

    与反馈控制的理念相反，前馈的基本概念是“预判”。它不是根据后果，而是根据有关的物理或化学原理对结果进行预判，立即采取的控制。上例可以直观地看到，只要使进口的流量等于出口的流量，那么液位就可以保持不变。如果已知该时刻的输出流量，就可以立即计算出同时刻的输入流量，反之亦然。已知当机内输出数Do =4000时，Qo=113. 6L/min；输入数DI=4000时，QI=142L/min，要得到相同的流量，只需保证DI=(113. 6/142)×Do =0.8×Do即可。

    系数0.8，称为前馈系数，是已知量。这时，用来保持液位的控制量Do不是PID根据液位的偏差算出来的，而是由前馈算出来的。

    事情会变得如此简单吗？回答是：基本如此，但不完全如此。因为在如此理想化的处理中，我们忽略了某些应该考虑而又没有考虑的因素，因此实际工作中是行不通的。①通过设备的理论参数计算出的前馈系数并非是常数。设备的实际参数不可能与它使用手册上的标称值完全相同，设备在运行中的参数是可能发生变化的，被输送的液体本身的物化参数变化也会影响系统的参数，而这些变化我们无法预先知道。②上面前馈系数的计算仅考虑了静（稳）态的情况，因为每个输送通道都是有时延的。所以严格说来，上面的代数方程是不够准确的，应该是微分方程。③对于已经因为各种意外的干扰，或是因长期积累而出现的液位偏差根本不知道，更谈不上有修正的措施。以上所列举的遗留问题仍然需要用反馈的算法来解决。不过，此时的反馈算法仅仅只是辅助性地解决遗留问题。图7-5是这一段程序的流程图。

    图7-5    程序流程图

    表7-1是该模块占用的资源及其定义，表格的行数根据需要而定，适当留有空行，便于在指令编写过程中补充。

    表7-1    软件资源定义表

    下列是与流程图对应的指令。

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