【正文】 線簡單，泄露量少的優(yōu)點[10]。從左到又分別為24VDC電源模塊、CPU315主機模塊、8塊模擬量SM331模塊、2路模擬量輸入SM331模塊（2塊）、4路模擬量輸入SM332模塊。作為一個前饋控制系統(tǒng)，在擾動發(fā)生后，必將經(jīng)過過程的擾動通道引起被控量變化，與此同時，前饋控制器根據(jù)擾動的性質(zhì)及大小對過程的控制通道施加控制，使被控量發(fā)生與前者相反的變化，以抵消擾動對被控量的影響。 圖22所示單回路前饋—反饋恒值系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為： = 　　 　 （2．2）根據(jù)絕對不變性原理，應有=0，從而可知，前饋模型為： Wm(s)= — （2．3）是前饋控制器z傳遞函數(shù)，是對象干擾通道的z傳遞函數(shù)，是對象控制通道的z傳遞函數(shù)。 型前饋調(diào)節(jié)器，這是一種“超前—滯后”動態(tài)前饋模型。所以，整理得 （2．8）式中，；；根據(jù)式（）便可編制前饋控制程序，從而實現(xiàn)計算機前饋控制。 ，只需記住3個歷史數(shù)據(jù)，占用內(nèi)存較少，計算方便。對于前饋控制，如果管路流量出現(xiàn)變化，過電磁流量計反饋，并與設定值進行比較，如果反饋值大于設定值，通過反作用方式控制器，使控制器輸出為正，調(diào)節(jié)閥開度增大，使流量輸出增大，保證了管路流量保持穩(wěn)定值不變。前饋控制信號和反饋控制信號通過一個加法器連接，通過調(diào)節(jié)閥的控制, 使液位穩(wěn)定[12]。本質(zhì)上，系統(tǒng)工作在兩種不同的模式：（a）其中一個是該系統(tǒng)工作在僅通過小振幅的高頻干擾的影響；（b）另一個是該系統(tǒng)工作在與突然暢通現(xiàn)象有關(guān)的一個比較大的干擾的影響。為了此目的，最近的一個交換系統(tǒng)的結(jié)果在[15]中被調(diào)用。在整個過程中，各種專用的控制回路幫助實現(xiàn)這一結(jié)果。動態(tài)變化導致的低頻率的周期性擾動，其效果，通過小直徑和短節(jié)距的分割鑄坯導向可以大大減少。這兩個要求的導致需要轉(zhuǎn)化為相關(guān)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的大帶寬。準確地說，采用兩個功能控制器：一是在暢通的現(xiàn)象的情況下，在當時的工作條件，能保證了小的帶寬和良好的降噪，另一方面，確保一個更大的帶寬。為了達到這個目的，所采用的切換邏輯應實現(xiàn)控制器的狀態(tài)空間派生，以確保整體時變系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定。第三節(jié)說明了控制系統(tǒng)的設計過程的主要階段，特別是有關(guān)系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性問題。二 連續(xù)鑄造設備 過程概要 圖1表示為在整體連續(xù)鑄造過程中，與結(jié)晶器液面控制回路一起。 在冷卻水系統(tǒng)中，殼薄的金屬凝固到模具壁的旁邊，大部分的金屬仍處于熔融狀態(tài)?；旧?，結(jié)晶器液面控制系統(tǒng)必須：；；[2]。然而，塞連桿機構(gòu)的磨損會導致這些參數(shù)發(fā)生變化。從本質(zhì)上講，影響模具水平測量的噪聲（結(jié)晶器振動）可以合理地建模，作為一個零均值的噪聲，其方差被設置為1（第VI節(jié)中）。阻塞過程可以通過一個隨時間變化的情況來模擬： （1）其中是止動器桿的位置，一個時間常數(shù)，增益，和通過浸入式水口的流量?？梢酝茢喑鰪臍v史數(shù)據(jù)中的干擾信號的頻率和其振幅。 圖3表示模型的堵塞/暢通現(xiàn)象整體控制系統(tǒng)的框圖。 步驟3)兩個控制器的反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性測試。 由于過程的參數(shù)可以在很寬范圍內(nèi)變化，既穩(wěn)定控制器必須確保相當大的穩(wěn)定裕度。從本質(zhì)上講，需要驗證慢速和快速控制器的循環(huán)函數(shù)的奈奎斯特圖。le, A. Mouchette, D. Dumur, and E. Godoy, “Suppression of periodic disturbances in the continuous casting process,” in Proc. IEEE Int. Conf. Control Applications, San Antonio, TX, USA, Sep. 3–5, 2008, pp. 91–。確保所選擇的控制器內(nèi)的每一個值集（穩(wěn)定裕度）的臨界點是合適的[6]。事實上，這樣的選擇控制器參數(shù)，導致的增益交叉頻率為1弧度/秒，的增益交叉頻率為4弧度/秒，對應循環(huán)函數(shù)的伯德圖繪于圖4。 步驟5）實現(xiàn)兩個傳遞函數(shù)，以便確保的切換控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 步驟1）在正常的操作條件下，確定具有較小的帶寬（稱為“慢控制器”）的控制器的傳遞函數(shù)。三 控制系統(tǒng)的設計 圖 3 反饋控制系統(tǒng)框圖 已經(jīng)指出，該系統(tǒng)的操作條件建議使用兩個不同的控制器，其特征在于不同的帶寬。 在過程中已經(jīng)提出了阻塞的有效替代方法的數(shù)學模型，其中的堵塞/暢通表示裝置的鋸齒波信號P（t）的斜坡狀部分為一部分沉淀物和其跳躍占到突然釋放的沉積材料。因此，考慮到傳感器的動力學，在控制系統(tǒng)中，一個低通濾波器被用在反饋路徑中（如框圖所示3），在下面的模擬中，其截止頻率被假定為20弧度/秒[4]。 圖2 模型的堵塞/暢通的現(xiàn)象 假設模具具有恒定的橫截面，液面僅僅是在模具中，根據(jù)相關(guān)的提取速度，提取的金屬之間的差異和流量的積分，這意味著凈流量之間的傳遞函數(shù)和模具水平。在下面的模擬中， s和它的直流增益為1。然后，將金屬進行進一步冷卻和加工。一個噴嘴連接到模具的澆口盤。第五節(jié)提出了上述的穩(wěn)定，維護軟交換政策。在該情況下，整體的閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到保障已被證明。所需和實際的液面之間的差異取決于在兩個控制器之間的切換[1]。然而，很顯然，一個獨特的控制器，例如，在執(zhí)行實際鑄造設備過程中，一個PID控制器，不能完全適合不同的情況下，即使它的參數(shù)允許改變的。本文重點研究的其他類型的擾動，特別是關(guān)于連接噴嘴與模具的澆口盤的內(nèi)表面上沉積的材料進入模具的突然下降的干擾。特別是，應保持模具中的液態(tài)金屬的水平恒定，盡量不造成偶爾擾動以及持續(xù)的金屬的波動。實驗室進行的一個電子模擬過程的實驗表明所提出的控制方案的有效性。這兩個相互矛盾的要求自然地導致要設計兩個不同的控制器和一個激活任一控制器的開關(guān)。5%以內(nèi)，并對干擾有比較快的響應速度，能在較短的時間內(nèi)克服擾動，達到理想的控制效果。對于反饋控制，如果液位出現(xiàn)變化，通過水箱液位檢測器反饋，并與設定值進行比較，如果反饋值大于設定值，通過反作用方式控制器，使控制器輸出為正，調(diào)節(jié)閥開度增大，使水箱液位輸出增大，保證了液位高度保持穩(wěn)定值不變。 PID控制算法程序程圖如圖24所示： 圖24 PID控制算法程序流程圖 系統(tǒng)原理圖前饋—反饋控制系統(tǒng)如下：圖 25 前饋—