前馈控制系统设计

摘 要

本文主要研究前馈控制系统在实际生活中的应用，而前馈控制系统为前馈控制的一种形式，是控制部分发出指令使受控部分进行某种活动，同时又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，受控部分在接受控制部分的指令进行活动时，又及时地受到前馈信号的调控，因此活动可以更加准确。前馈控制系统是控制系统中重要的基本控制系统，它也是我们日常生活中普遍见到的控制系统，在工业控制中起着至关重要的作用。

本文设计思想是先介绍了前馈控制系统的基本概念和结构框架，再将前馈控制系统与我们之前学过的反馈控制系统进行对比，比较二者之间的优缺点，查阅相关资料了解工业中是怎么运用前馈控制系统的，结合自己所学的知识对系统进行剖析，进一步掌握工业中的设计思想。再将工业框图转化为结构框图，对其进行数学建模，分析收集到的有关数据建立合适的数学模型。对建立的模型进行仿真，首先仿真未加前馈控制之前系统的仿真，因为所得波形图不稳定，所以需要进行校正，校正后仿真得到校正后的系统仿真图，再加入前馈控制系统进行仿真，得到相应的仿真结果，对上述三幅仿真图进行比较，分析前馈控制系统在控制中所起的作用。

本文主要分四章对本课题进行了研究。第一章是引言，介绍了课题研究的意义、目的、国内外的研究现状和本文的主要的工作。第二章介绍前馈控制系统，主要讲前馈控制的基本概念和结构框图，前馈控制与反馈控制之间的对比，前馈控制的优缺点。第三章介绍变风量空调和MATLAB仿真概述，主要讲变风量空调的基本原理和送风温度控制系统，还有MATLAB和Simulink的基本概念和语言特点。第四章介绍系统仿真，对加前馈控制前后系统仿真所得的仿真图进行对比，分析前馈控制在系统中的作用。之后是对文档设计的总结。

关键词:前馈控制，MATLAB，送风温度控制系统，仿真

ABSTRACT

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KEY WORDS: feedforward control, MATLAB, The supply air temperature control system, the simulation.

目  录

第一章 绪论 2

1.1本课题研究的目的和意义 2

1.2本课题国内外的研究情况 3

1.3本课题研究内容和方法 5

第二章 前馈控制系统 6

2.1过程控制系统的概述 6

2.2前馈控制系统的基本原理及结构 6

2.3前馈控制系统与其他控制系统的比较 7

2.3.1前馈控制系统与反馈控制系统的比较 7

2.3.2前馈控制系统与比值控制系统的比较 8

2.3.3前馈控制系统与串联控制系统的比较 9

2.4前馈控制系统的优缺点 10

第三章 变风量空调系统概述和Matlab仿真概述 12

3.1变风量空调 12

3.1.1变风量空调系统的简介 12

3.1.2传统送风温度控制 13

3.1.3基于前馈补偿的送风温度控制 13

3.2  MATLAB仿真概述 14

3.2.1  MATLAB概述 14

3.2.2  Matlab语言的特点 15

3.2.3  Simulink概述 15

3.2.4 Simulink特点 16

第四章 送风温度控制系统仿真 18

4.1送风温度控制系统结构框图 18

4.2加前馈控制前系统仿真 20

4.2.1系统校正前仿真 20

4.2.2系统校正后仿真 22

4.3加前馈控制后系统仿真 24

结  论 28

致  谢 29

参考文献 30