理论教育 负反馈控制的算法与不足

负反馈控制的算法与不足

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-35表示了负反馈控制的算法框图。M2为某干扰量,不可避免地也同时作用于被控对象。被控对象的G1、G2为接受控制与扰动的特性值,是由系统的特性决定的。这也是负反馈控制的不足。图3-36 负反馈控制梯形图程序从图3-36可知,当“负反馈控制”ON,则执行如图程序。如“控制输出”允许出现负值时,则更简单。节3为进行反馈控制计算。

负反馈控制的算法与不足

图3-35表示了负反馈控制的算法框图。这里是用设定值(R)与实际值(C)之差(E)去进行控制。E经放大(乘H)后,产生控制输出M1,作用于被控对象。M2为某干扰量,不可避免地也同时作用于被控对象。被控对象的G1G2为接受控制与扰动的特性值,是由系统的特性决定的。即C=M1G1+M2G2

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图3-35 负反馈控制算法框图

从图3-35可知,以上几个量间还有如下关系:

E=R-C

M1=HE=HR-C

以上关系,经化简后有

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如果HG1选得足够大,既足够的大于G2,又足够的大于1,则有

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这可使C不受或很少受干扰影响,而复现R的变化,达到精确控制的目的。(www.daowen.com)

当然,这里讲的只是理想情况。而实际系统是离散的,不仅系统总有惯性,而且PLC控制还都有滞后(时延),所以,HG1选得足够大,虽可改善系统的静态特性,但很可能出现静态及动态不稳定(振荡)。这也是负反馈控制的不足。

建立这个系统后,可按所要求的被控量C值,确定控制量R值,以实现相应的定值、程序或随动控制。

图3-36所示为与图3-35对应的PLC梯形图程序。该图用的是符号地址

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图3-36 负反馈控制梯形图程序

从图3-36可知,当“负反馈控制”ON,则执行如图程序。这时,对图3-36a,先用“CLC”指令清进位位(P_CY),以避免进位位对减运算的影响,接着,进行“设定值”与“实际值”相减,结果存于“E”中。而对图3-36b、c,则直接进行“设定值”与“实际值”相减,结果存于“E”中(它无进位位一说)。如“设定值”大于“实际值”,则P_CY OFF(图3-36a),“E”即为这个差值,进而把“E”乘“H”,并存于“控制输出”中。如“设定值”小于“实际值”,则P_CY ON,接着,把0传送给“控制输出”。

“设定值”小于“实际值”时作这么处理,目的是避免“控制输出”出现负值。如“控制输出”允许出现负值时,则更简单。把“设定值”与“实际值”相减得出“E”(正或负),再将“E”乘“H”,并把结果存“控制输出”即可。但要清楚,图3-36a程序运算用的数据格式为BCD码,而图3-36b、c运算用的数据格式是十六进制

图3-36d直接执行程序。图中节1、2为使能模拟量输入、输出模块。节3为进行反馈控制计算。当然,这里的变量需与模拟量输入、输出通道的地址关联。如果必要,还要做些数值换算。

提示:编写这类程序一定要处理好数据格式的转换。而模拟量入、模拟量出单元用的数据格式多为十六进制。所以,如数据格式为BCD码,则要进行转换。有的PLC运算可用浮点数,以提高运算精度。这时,在计算前后,也都要进行数据格式转换。

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