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前馈控制也是经常应用的一种方案。对于迟延大到一定程度的被控对象, 再优的反馈也已无济于事.合理设计的前馈控制作用能弥补反馈控制作用的不足, 可以有效地解决大迟延系统的控制问题[9]。
3.2.2 闭环控制系统
开环控制系统简单，节省费用，但是会消耗大量人力、时间来完成一个完整的调控过程。尤其是前反馈控制，需要有专业人员进行现场计算来调整提前量以完成调控目的。对于多变的复杂环境没有很好的适应能力。闭环控制系统能很好的解决这个问题。
单回路控制系统能将测量实际输出量与需求量进行对比计算，然后通过变送器反馈给输入端来调整输入量。
随着现代工业生产的迅速发展,对工艺操作条件的要求更加严格,对安全运行及对控制质量的要求也更高。而单回路控制系统往往不能满足生产工艺的要求,在这样的情况下,串级控制系统就应运而生。在实际工业过程控制应用中, 串级控制系统是除单回路外最重要的控制结构, 在电力系统、石油化工等工业生产过程控制中得到了广泛的应用, 如火电厂的主汽温串级控制系统等。这是由于它具有副回路, 可快速克服内扰从而显著改善系统性能[10][11]。
图3.1 串级控制结构框图
对于一些有着特殊要求或者本身环境有多变性复杂性的设备需要通过一些智能控制方案来解决。如电加热锅炉因其具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点, 采用常规PID 控制难以达到很好的控制效果。模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊推理为基础的计算机智能控制, 其核心是模糊控制器。作为智能控制的一个分支, 模糊控制对于具有大时滞、非线性、参数强耦合等系统具有其明显的控制优势, 它不需要考虑被控对象的数学模型, 只要依据由操作人员经验而制定的控制规则进行控制。
图3.2 模糊控制系统结构框图
3.3 组态软件
组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O设备，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，进行系统集成。目前世界上有不少专业厂商包括专业软件公司和硬件系统厂商生产和提供各种组态软件产品。
组态软件产品大约在80年代中期在国外出现，在中国也已有将近20年的历史。早在80年代末90年代初，有些国外的组态软件如ONSPEC、PARAGON 等就开始进入中国市场，但组态软件在中国经历一段相当困难的时期。一开始，人们对此产品处于不认识、不了解阶段，项目中没有组态软件预算，或宁愿投入人力物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机编程开发，而不采用组态软件。大约1995年底至1996年，随着中国改革开放的深入，人们对软件的观念有了重大改观；早些年组态软件的应用推广工作已打下一定的基础，业内人士已认识到组态软件的重要性并接受它而不再热衷于在项目中搞低层次的编程开发；自动控制系统要上等级，对上位监控组态软件的市场需求增加；一些组态软件的生产商和供货商亦逐步加大了在中国市场的推广力度，并在价格方面作出了政策性调整；加之微软32位windows95和NT的推出，为组态软件提供了一个更适宜的操作系统平台，使各生产供应商同随后跟进的32位组态软件产品的性能指标和功能进一步加强。所有这些因素的综合，给组态软件在中国的市场带来了新的生机[12]。