【正文】 個(gè)反饋回路和一個(gè)開(kāi)環(huán)補(bǔ)償回路疊加而成的復(fù)合系統(tǒng)。作為一個(gè)前饋控制系統(tǒng)，在擾動(dòng)發(fā)生后，必將經(jīng)過(guò)過(guò)程的擾動(dòng)通道引起被控量變化，與此同時(shí)，前饋控制器根據(jù)擾動(dòng)的性質(zhì)及大小對(duì)過(guò)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(dòng)對(duì)被控量的影響。被控對(duì)象一階單容水箱的傳遞函數(shù)為。從左到又分別為24VDC電源模塊、CPU315主機(jī)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?？刂婆_(tái)右邊為信號(hào)I/O接口部分，從上到下依次有開(kāi)關(guān)量I/O信號(hào)通道借口、模擬量輸入通道接口、模擬量輸出通道接口。有輸入控制信號(hào)420mA及單相電源即可控制運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力、流量、溫度、液位等參數(shù)的調(diào)節(jié)，具有體積小，重量輕，連線簡(jiǎn)單，泄露量少的優(yōu)點(diǎn)[10]。采用德國(guó)PS公司進(jìn)口的PSL202型智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，無(wú)需配伺服放大器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用高性能稀土磁性材料制造的同步電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行平穩(wěn)，體積小，力矩大，抗堵轉(zhuǎn)，控制精度高。如事故情況下控制閥處于關(guān)閉位置時(shí)危害較小，則選用氣開(kāi)式，反之，應(yīng)選用氣閉式。開(kāi)閉形式的確定主要是從生產(chǎn)安全角度出發(fā)來(lái)考慮?？刂崎y的流量特性，考慮對(duì)系統(tǒng)的補(bǔ)償及管路阻力情況來(lái)確定。閥的口徑確定是根據(jù)工藝提供的有關(guān)參數(shù)，計(jì)算出流量系數(shù)來(lái)確定。主要從被控流體的種類、腐蝕性和粘度、流體的溫度、壓力、最大和最小流量及正常流量時(shí)的壓差等因素來(lái)確定。主要優(yōu)點(diǎn)：1）采用整體焊接結(jié)構(gòu)，密封性好；2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，內(nèi)部無(wú)活動(dòng)部件，幾乎無(wú)壓力損失；3）采用低頻矩形波勵(lì)磁，抗干擾性能好，零點(diǎn)穩(wěn)定；4）儀表反映靈敏，輸出信號(hào)與流量呈線性關(guān)系,量程比寬；所以采用GYB03131型電磁流量傳感器， 量程：0～10Kpa,系數(shù)K： 供電：24v DC，環(huán)境溫度：20℃～+60℃，輸出：4～20ma。其中傳感器壓面設(shè)有惠斯頓電橋，當(dāng)增加壓力時(shí)，電橋各橋臂電阻值發(fā)生變化，通過(guò)信號(hào)處理電路，轉(zhuǎn)換成電壓變化，最終將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)（4~20）mA信號(hào)輸出，所以設(shè)計(jì)采用KYB18G01M1P1C2 型擴(kuò)散硅壓力變送器壓力液位變送器采KYB18G01M1P1C2型，量程：0～10Kpa ，輸出信號(hào)：4~20mA DC, 輸出：4～20maDC許負(fù)載電阻為0~750歐姆，基本誤差：%。具有抗過(guò)載和抗沖擊能力強(qiáng)，溫度漂移小，穩(wěn)定性高，測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)?？蛇_(dá)到更好的控制精度。前饋—反饋控制就是在單回路反饋控制的基礎(chǔ)上，在擾動(dòng)量支路中加入檢測(cè)元件，并通過(guò)前饋補(bǔ)償器在擾動(dòng)產(chǎn)生影響前減小或消除擾動(dòng)。 根據(jù)要求，為了保證控制精度，將水箱液位作為被控對(duì)象。微分作用無(wú)法消除余差，但是提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。比例控制作用可使系統(tǒng)快速達(dá)到穩(wěn)定，但是不能消除系統(tǒng)余差，比例系數(shù)增大，余差會(huì)減小，但隨著比例系數(shù)的增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)逐漸下降。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的分析，選擇前饋—反饋的控制方案[8]。在該系統(tǒng)中，將反饋控制不易克服的主要干擾進(jìn)行前饋控制而對(duì)其他干擾則進(jìn)行反饋控制，這樣，既發(fā)揮了前饋校正及時(shí)的特點(diǎn)，又保持了反饋控制能克服多種干擾并對(duì)被控變量給予檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)。另外，要實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償是比較困難的，由于對(duì)象特性受負(fù)荷和溫度等因素的影響而產(chǎn)生漂移，從而影響前饋控制模型。這是由于前饋控制是一種開(kāi)環(huán)控制，無(wú)法檢驗(yàn)補(bǔ)償效果。根據(jù)不變性原理，前饋控制有可能得到完善的控制效果。水箱量程0250毫米，管道外徑20毫米，內(nèi)徑16毫米。在擾動(dòng)進(jìn)入水箱改變液位之前，電磁流量計(jì)能檢測(cè)到的流量信號(hào)，即干擾的流量可以測(cè)得。 設(shè)計(jì)方案21水箱液位實(shí)驗(yàn)裝置圖系統(tǒng)包括電磁流量計(jì)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，一個(gè)液位測(cè)量?jī)x表。5%以內(nèi)，并對(duì)干擾有比較快的響應(yīng)速度，能在較短的時(shí)間內(nèi)克服擾動(dòng)，達(dá)到理想的控制效果。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是：既有前饋控制對(duì)主要擾動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，又有閉環(huán)負(fù)反饋消除其他的小的擾動(dòng)[5]。引入前饋控制可以獲得顯著的控制效果。一般的控制系統(tǒng)都屬于反饋控制, 這種控制作用總是落后于擾動(dòng)作用。針對(duì)液位控制系統(tǒng)中較為基礎(chǔ)的單容水箱作為控制對(duì)象，單容液位控制系統(tǒng)具有非線性，滯后，耦合等特征，而且主要干擾可以通過(guò)流量變送器測(cè)得，能夠很好的模擬工業(yè)過(guò)程特征。隨著現(xiàn)在工業(yè)控制的要求越來(lái)越高，一般的自動(dòng)化控制已經(jīng)也不能夠滿足工業(yè)生產(chǎn)控制的需求，所以我們就又引入了可編程邏輯控制（又稱PLC）。在自動(dòng)化控制的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，一個(gè)很重要的控制參數(shù)就是液位。 為了解決人工控制的控制準(zhǔn)度低、控制速度慢、靈敏度低等一系列問(wèn)題。PLC通過(guò)模擬量I/O模塊實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的A/D,D/A 轉(zhuǎn)換,并對(duì)模擬量進(jìn)行閉環(huán)PID控制，可用PID子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可使用專用的PID模塊。 PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。通過(guò)變頻器改變電動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速的方式來(lái)控制水位，能夠提高能源的利用率；用PLC來(lái)進(jìn)行控制，控制效果比較好，能滿足蒸汽發(fā)生器水位控制的要求；運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以節(jié)省系統(tǒng)的布線，對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)充也非常的方便；運(yùn)用上位機(jī)畫(huà)面顯示，能夠使操作員在控制室既可以了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作狀況，也能對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，還可以預(yù)測(cè)或?qū)ふ夜收?，使設(shè)備始終處于操作員的遠(yuǎn)程監(jiān)視和可控狀態(tài)之中。 FCS控制系統(tǒng)隨著核能科學(xué)的發(fā)展，核動(dòng)力裝置系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，需要自動(dòng)控制的子系統(tǒng)也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸，已經(jīng)很難滿足自動(dòng)化發(fā)展的要求，數(shù)字化儀控系統(tǒng)在核動(dòng)力裝置上的運(yùn)用將成為主流，現(xiàn)場(chǎng)總線控制能很好地滿足數(shù)字化儀控的要求。對(duì)于量大的配套項(xiàng)目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn)，但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。單片機(jī)可以構(gòu)成各種各樣的應(yīng)用系統(tǒng)，從微型、小型到中型、大型都可，PLC是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)特例。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS (Distributed Control System) 中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。第六，功能完善、通用性強(qiáng)、體積小、能耗低、性能價(jià)格比高[3]。第四，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，采用封裝的方式，適合于各種震動(dòng)、腐蝕、有毒氣體等的應(yīng)用場(chǎng)合。一些PLC還根據(jù)具體問(wèn)題設(shè)計(jì)了如步進(jìn)梯形指令等，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了編程。而且PLC采用了許多硬件和軟件抗干擾措施。 它是處理推理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)中不精確和不確定性問(wèn)題的一種有效方法，同時(shí)也構(gòu)成了智能控制的重要組成部分。(3)系統(tǒng)的魯棒性強(qiáng)，尤其適用于時(shí)變、非線性、時(shí)延系統(tǒng)的控制。模糊控制同常規(guī)的控制方案相比，主要特點(diǎn)有：(1)模糊控制只要求掌握現(xiàn)場(chǎng)操作人員或有關(guān)專家的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)或操作數(shù)據(jù)，不需要建立過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，所以適用于不易獲得精確數(shù)學(xué)模型的被控過(guò)程，或結(jié)構(gòu)參數(shù)不很清楚等場(chǎng)合。模糊控制是以模糊集合理論、模糊語(yǔ)言及模糊邏輯為基礎(chǔ)的