前馈控制系统的参数取决于被控对象的特性，并在建模时已经确定了。但是，由于特性的测试精度、测试工况与在线工况的差异，以及前馈装置的制作精度等因素的影响，使得控制效果并不会那么理想。因此，必须对前馈控制系统进行在线整定。

前馈控制系统整定的主要任务是确定反馈控制器（针对前馈-反馈控制系统或前馈-串级控制系统）和前馈控制器的参数，确定前馈控制器的方法与反馈控制器类同，也主要有理论计算法和工程整定法。其中，理论计算法是通过建立物质平衡方程或能量平衡方程，然后求取相应参数的方法，往往所得参数与实际系统相差较大，精确性较差，有时甚至难以进行。因此，工程应用中广泛采用工程整定法。

这里以最常用的前馈模型-K ff（T f1 s＋1）/（T f2 s＋1）为例，讨论静态参数K ff及动态参数T f1、T f2的整定方法。

1.静态前馈控制系统的工程整定

静态前馈控制系统的工程整定就是确定静态前馈控制器的静态前馈系数K ff，主要有以下3种方法。

（1）实测扰动通道和控制通道的增益，然后相除就可得到静态前馈控制器的增益K ff。

（2）对于如图8-16所示的系统，当无前馈控制（图中开关处于打开状态）时，设系统在输入为r1（对应的控制变量为u1）、扰动为d1作用下，输出为y1。改变扰动为d2后，调节输入为r2（对应的控制变量为u2），使系统输出恢复到y1，则所求的静态前馈系数为

图8-16　静态前馈控制系统整定的方框图

（3）若系统允许，则可以按图8-16进行现场调节：系统无前馈控制（图中开关处于打开状态）时，在输入为r1（对应的控制变量为u1）、扰动为d1作用下，系统输出为y1；关闭开关，调节前馈补偿增益K，使系统的输出恢复为y1，此时的K值即为所求的静态前馈系数K ff。

2.动态前馈控制系统的工程整定

当采用动态前馈控制时，需确定超前-滞后环节的参数，有以下2种方法。

一是实验法，通过实验得到扰动通道和控制通道的带纯迟延的一阶惯性传递函数，其中控制通道的被控对象包含扰动量的检测变送装置、执行器和被控对象。当扰动量是流量时，可用实测的执行器和被控对象的传递函数近似；当扰动量不是流量或动态时间常数较大时，应实测扰动量检测变送装置的传递函数，然后确定动态前馈的超前-滞后环节的参数T f1和T f2。

二是经验法，动态前馈控制系统整定的方框图如图8-17所示，整定分成系数整定和时间常数整定二步。

图8-17　动态前馈控制系统整定的方框图

（1）系数Kff的整定。对系数进行整定时，令T f1＝0和T f2＝0，并将系统时间常数和纯迟延均设为0，即不考虑时间的影响。此时，动态前馈控制相当于静态前馈控制，系数的整定方法同前。(www.daowen.com)

（2）时间常数T f1和T f2的整定。在静态前馈系数整定的基础上，对时间常数进行整定。前馈控制器动态参数的整定较静态参数的整定要复杂得多，在事先未经动态测定求取这2个时间常数的情况下，至今尚无完整的工程整定法和定量计算公式来整定这些参数，主要还是依靠经验的或定性的分析，通过在线运行曲线来判断与整定T f1和T f2。动态参数T f1和T f2决定了动态补偿的程度，当T f1过小或T f2过大时，会产生欠补偿现象，不能有效地发挥前馈补偿的功能；当T f1过大或T f2过小时，则会产生过补偿现象，所得的控制品质较纯粹的反馈控制系统还差。显然，当T f1和T f2分别接近或等于被控对象控制通道和扰动通道的时间常数时，过程控制品质最佳。

整定步骤：首先，判别系统扰动通道和前馈通道的超前和滞后关系；其次，利用超前或滞后关系确定超前-滞后环节中2个时间常数的大小关系，即若起超前补偿作用，T f1＞T f2，若起滞后补偿作用，T f1＜T f2；最后，逐步细致地调整T f1和T f2，使系统输出y（t）的振荡幅度最小。

3.前馈-反馈和前馈-串级控制系统的工程整定

前馈-反馈控制系统和前馈-串级控制系统的工程整定主要有2种方法：一是前馈控制系统和反馈或串级控制系统分别整定，各自整定好参数后再把两者组合在一起；二是首先整定反馈或串级控制系统，然后再在整定好的反馈或串级控制系统基础上，引入并整定前馈控制系统。

1）前馈控制系统和反馈或串级控制系统分别整定

整定前馈控制系统时，不接入反馈或串级控制系统。前馈控制系统的整定方法与静态前馈控制系统或动态前馈控制系统相同。

整定反馈或串级控制系统时，不引入前馈控制系统，整定方法与单独采用简单控制系统和串级控制系统的整定方法相同。

前馈控制系统和反馈或串级控制系统分别整定好后，将它们组合在一起即可。

2）先整定反馈或串级控制系统，后整定前馈控制系统

前馈-反馈控制系统和前馈-串级控制系统的工程整定方法基本相同，下面针对前馈-反馈控制系统的整定过程予以介绍，该系统整定的方框图如图8-18所示。

图8-18　前馈-反馈控制系统整定的方框图

（1）整定反馈或串级控制系统。

当整定反馈或串级控制系统时，将图8-18中的开关置于中间位置，整定方法与单独采用简单控制系统或串级控制系统的整定方法相同。

（2）整定静态前馈系数。

当整定静态前馈控制系统时，首先把图8-18中的开关置于右侧，将静态前馈系数引入控制系统。然后保证系统的设定值端信号不变，扰动端产生一个阶跃扰动信号。整定的过程就是逐步调整静态前馈系数使系统的输出减小振荡幅度的过程，系统输出的振荡幅度为最小时的静态前馈系数即为所求。

（3）整定动态前馈的超前-滞后环节的参数。

当整定动态前馈控制系统时，把图8-18中的开关置于左侧，将超前-滞后环节引入控制系统。首先，要判别系统扰动通道和前馈通道的超前和滞后关系；其次，利用超前或滞后关系确定超前-滞后环节中两个时间常数的大小关系；最后，逐步调整各系数使系统的输出振荡幅度最小。