过程控制课程设计
过程控制理论课程设计
过程控制理论课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解过程控制理论的基本概念，掌握控制系统各组成部分的功能与相互关系。
2. 学生能够描述常见的过程控制算法，如PID控制，并解释其工作原理。
3. 学生能够运用数学工具分析控制系统的稳定性、准确性和鲁棒性。
技能目标：1. 学生能够运用所学的理论知识，设计简单的过程控制系统，并进行模拟。
2. 学生能够运用图表和计算工具对控制系统的性能进行分析和优化。
3. 学生通过小组合作，能够解决实际过程中可能遇到的控制问题，提高团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到过程控制在现代工业中的重要性，增强对工程技术的兴趣和认识。
2. 学生在学习过程中培养批判性思维和创新意识，敢于面对挑战，勇于尝试新方法。
3. 学生通过学习，认识到科技发展对社会进步的推动作用，形成积极向上的科学态度和社会责任感。
本课程针对高年级学生，考虑其已具备一定的工程基础和数学分析能力，课程性质偏重理论与实践相结合。
课程目标旨在使学生在掌握过程控制基本理论的同时，能够将其应用于实际问题的分析和解决，培养其成为具有实际操作能力和创新精神的工程技术人才。
通过具体可衡量的学习成果，教师可对学生的学习进度进行有效监控，并为后续教学提供指导依据。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统定义、开环与闭环控制系统、控制系统的性能指标（稳定性、快速性、准确性）。
- 教材章节：第1章 过程控制概述2. 控制系统组件：控制器、执行器、传感器、被控对象等组成部分的作用和特性。
- 教材章节：第2章 控制系统组件3. 常见控制算法：PID控制算法、前馈控制、比例-积分-微分控制原理及应用。
- 教材章节：第3章 控制算法基础4. 控制系统数学模型：传递函数、状态空间方程，系统稳定性分析。
- 教材章节：第4章 控制系统数学模型5. 控制系统性能分析：稳态误差、动态性能指标、频域分析法、根轨迹分析。
过程控制课程设计pid
过程控制课程设计pid一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握PID控制的基本原理，理解比例（P）、积分（I）、微分（D）三个参数在过程控制中的作用和相互关系。
2. 使学生了解PID控制器的常见类型，如P、PI、PID控制器，并掌握其适用场景。
3. 帮助学生理解过程控制中的稳定性、快速性和准确性等性能指标，并学会分析PID参数对控制效果的影响。
技能目标：1. 培养学生运用PID控制算法解决实际过程控制问题的能力，如温度、压力、流量等控制。
2. 让学生通过编程或仿真软件，实现PID控制器的参数整定和优化，提高控制系统的性能。
3. 培养学生分析过程控制系统中问题、提出解决方案并进行调试的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制技术的兴趣和热情，激发学生主动探究、创新的精神。
2. 使学生认识到过程控制在工业生产和社会发展中的重要性，增强学生的社会责任感。
3. 培养学生团队合作意识，让学生在小组讨论、实践中学会倾听、交流、协作。
本课程针对高年级学生，课程性质为理论与实践相结合。
根据学生特点，课程目标设定既注重知识传授，又强调技能培养和情感态度价值观的塑造。
通过本课程的学习，学生将能够具备解决实际过程控制问题的能力，为今后的学习和工作打下坚实基础。
在教学过程中，教师需关注学生的学习成果，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 引入PID控制基本概念：介绍比例（P）、积分（I）、微分（D）控制的作用和原理，分析各控制环节对系统性能的影响。
教材章节：第三章“过程控制系统”第2节“PID控制原理”2. PID控制器类型及适用场景：讲解P、PI、PID控制器的结构、特点，分析各种控制器在不同过程控制中的应用。
教材章节：第三章“过程控制系统”第3节“PID控制器类型及选择”3. PID参数整定与优化：介绍PID参数对控制系统性能的影响，讲解常见参数整定方法，如临界比例度法、衰减曲线法等。
教材章节：第三章“过程控制系统”第4节“PID参数整定方法”4. 过程控制系统性能分析：分析稳定性、快速性、准确性等性能指标，探讨PID参数对控制系统性能的影响。
过程控制的课程设计
过程控制的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握其核心原理；2. 使学生能够运用所学知识，分析并解决实际过程中的控制问题；3. 引导学生了解过程控制在不同领域的应用，拓展知识视野。
技能目标：1. 培养学生运用数学模型描述实际过程的能力；2. 提高学生设计简单过程控制系统并进行仿真实验的能力；3. 培养学生运用现代工具对过程控制问题进行分析和解决的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发求知欲；2. 引导学生树立正确的工程观念，认识到过程控制在国民经济发展中的重要作用；3. 培养学生的团队合作意识和严谨的科学态度，提高责任感。
课程性质：本课程为应用性较强的学科，旨在培养学生的实际操作能力和创新精神。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调在实际问题中发现、分析、解决问题的能力。
通过课程学习，使学生能够将所学知识内化为具体的学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统组成、开环与闭环控制、控制系统的性能指标；2. 数学模型描述：传递函数、状态空间表示、线性系统的特性；3. 过程控制原理：PID控制算法、超前-滞后校正、串并行控制；4. 过程控制系统设计：系统建模、控制器设计、系统仿真；5. 过程控制应用案例分析：工业生产过程、生物医学工程、环境监测等领域的应用实例；6. 现代过程控制技术：智能控制、网络控制、大数据在过程控制中的应用。
教学大纲安排：第一周：过程控制基本概念及性能指标；第二周：数学模型描述及传递函数；第三周：过程控制原理及PID控制算法；第四周：过程控制系统设计及建模；第五周：过程控制应用案例分析；第六周：现代过程控制技术及其发展趋势。
教学内容与教材关联性：教学内容紧密结合教材章节，涵盖教材中过程控制的核心知识，注重理论与实践相结合，以提高学生的实际应用能力。
过程控制课程设计实验
过程控制课程设计实验一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制的基本概念、原理和方法，培养学生运用过程控制理论分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解过程控制的基本概念、分类和特点；（2）掌握过程控制的基本原理，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等；（3）熟悉过程控制系统的组成、设计和应用；（4）了解过程控制在我国的发展现状和趋势。
2.技能目标：（1）能够运用过程控制理论分析和解决实际问题；（2）具备过程控制系统的设计和调试能力；（3）掌握常用的过程控制软件和工具，如MATLAB、Simulink等；（4）具备一定的创新能力和团队协作精神。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对过程控制学科的兴趣和热情；（2）树立正确的科学观和价值观，认识到过程控制技术在现代社会中的重要性；（3）培养学生具有良好的职业道德和责任感，关注过程控制技术在环保、安全等方面的应用；（4）培养学生的团队协作意识和沟通能力，提高学生在实际工程中的综合素质。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.过程控制的基本概念和分类；2.过程控制的基本原理，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等；3.过程控制系统的组成、设计和应用，包括温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；4.过程控制技术的最新发展，如智能控制、自适应控制等；5.过程控制软件和工具的使用，如MATLAB、Simulink等；6.过程控制技术在实际工程中的应用案例分析。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：通过讲解基本概念、原理和实例，使学生掌握过程控制的基本知识；2.讨论法：学生分组讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神；3.案例分析法：分析实际工程案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题；4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，提高学生的实践能力；5.互动教学法：鼓励学生提问、发表见解，教师引导学生进行思考，形成良性互动。
过程控制课程设计
过程控制 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握其原理和分类。
2. 使学生掌握过程控制系统中常用的数学模型及其应用。
3. 引导学生了解过程控制系统的设计方法和步骤。
技能目标：1. 培养学生运用数学模型分析和解决过程控制问题的能力。
2. 培养学生设计简单过程控制系统的能力，能根据实际需求选择合适的控制策略。
3. 提高学生运用现代工具（如计算机软件）进行过程控制系统仿真的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制学科的兴趣和热情，激发他们探索未知、勇于创新的科学精神。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同分析问题、解决问题。
3. 引导学生认识到过程控制在工业生产、环境保护等领域的重要作用，增强他们的社会责任感和使命感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在让学生掌握过程控制的基本知识和技能，培养他们解决实际问题的能力。
通过课程学习，学生将能够：1. 理论联系实际，运用所学知识分析、解决过程控制问题。
2. 掌握过程控制系统的设计方法和步骤，具备一定的控制系统设计能力。
3. 提高自身的科学素养，培养良好的团队合作精神和创新意识。
4. 关注过程控制在社会生产中的应用，为我国工业发展和环境保护做出贡献。
二、教学内容1. 过程控制基本概念：包括过程控制定义、分类、发展历程及其在工业中的应用。
教材章节：第一章 绪论2. 过程控制系统数学模型：介绍控制系统的传递函数、状态空间表达式、方块图及其相互转换。
教材章节：第二章 数学模型3. 过程控制策略：讲解比例、积分、微分控制规律，以及串级、比值、前馈等复合控制策略。
教材章节：第三章 控制策略4. 过程控制系统设计方法：阐述控制系统的设计原则、步骤和方法，包括稳定性分析、性能指标和控制器设计。
教材章节：第四章 系统设计与分析5. 过程控制系统仿真：介绍过程控制系统仿真软件及其应用，通过实例演示仿真过程。
教材章节：第五章 系统仿真与实现6. 过程控制案例分析：分析典型过程控制系统的实际问题，探讨解决方案。
过程控制课程设计用教材
过程控制课程设计用教材一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握过程控制的基本概念、原理和方法，能够运用所学知识分析和解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解过程控制的发展历程和基本原理；（2）掌握过程控制的主要方法和应用领域；（3）理解过程控制系统的组成和功能。
2.技能目标：（1）能够运用过程控制原理分析和解决实际问题；（2）具备设计和优化过程控制系统的的能力；（3）学会使用过程控制相关的软件工具。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的创新意识和团队合作精神；（2）增强学生对过程控制技术的兴趣和热情；（3）提高学生对工程伦理和可持续发展的认识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.过程控制的基本概念和原理；2.过程控制的主要方法和应用领域；3.过程控制系统的组成和功能；4.过程控制技术的最新发展动态。
具体的教学大纲如下：1.引言：介绍过程控制的发展历程和基本概念；2.过程控制原理：讲解过程控制的基本原理和方法；3.过程控制应用：分析过程控制在各领域的应用案例；4.过程控制系统：介绍过程控制系统的组成、功能和性能指标；5.过程控制技术发展：讲解过程控制技术的最新发展动态。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解过程控制的基本概念、原理和方法；2.案例分析法：分析过程控制在各领域的应用案例；3.实验法：安排实验环节，让学生动手操作和验证过程控制理论；4.讨论法：学生分组讨论，促进学生思考和交流。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的过程控制教材；2.参考书：提供相关的过程控制参考书籍；3.多媒体资料：制作精美的教学PPT，提供视频、动画等多媒体资源；4.实验设备：准备过程控制实验所需的设备和相关软件工具。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置适量的作业，要求学生按时完成，并根据作业质量评估学生的掌握程度；3.考试：安排期中考试和期末考试，全面测试学生对过程控制知识的掌握情况；4.实验报告：评估学生在实验环节的操作技能和分析问题的能力；5.小组项目：评估学生在团队合作中的表现和解决问题的能力。
过程控制技术课程设计
过程控制技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解过程控制技术的基本概念，掌握其原理和分类；2. 学习过程控制系统的数学模型，了解各参数对系统性能的影响；3. 掌握过程控制策略的设计与优化方法；4. 了解过程控制技术在工业生产中的应用案例。
技能目标：1. 能够运用所学知识对过程控制系统进行分析，建立数学模型；2. 能够设计简单的过程控制策略，并进行仿真与优化；3. 能够运用过程控制技术解决实际工程问题，具备一定的实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的团队协作能力，提高沟通与交流能力；4. 培养学生关注过程控制技术在工业生产中的应用，提高其社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为高年级专业课程，旨在帮助学生建立过程控制技术的理论体系，提高实际操作能力。
学生特点：学生具备一定的专业基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高其解决问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握过程控制技术的基本原理和方法，具备实际工程应用能力。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 过程控制技术基本概念与原理：包括过程控制定义、分类、发展历程及在工业生产中的应用。
教材章节：第一章2. 过程控制系统的数学模型：介绍数学模型的基本概念，分析过程控制系统中各参数对系统性能的影响。
教材章节：第二章3. 过程控制策略设计与优化：学习PID控制、模糊控制、自适应控制等策略，并进行仿真与优化。
教材章节：第三章4. 过程控制设备与系统：介绍过程控制系统中常用的传感器、执行器、控制器等设备，以及系统的组成和原理。
教材章节：第四章5. 过程控制技术在工业生产中的应用：分析典型工业生产过程中过程控制技术的应用案例，如化工、热工、电力等。
过程控制课程设计
过程控制课程设计设计目的该课程设计旨在通过学生对过程控制的理解和操作，培养学生的控制思维和控制技能，进一步提高学生的实验能力和动手能力。
学生在课程设计中将学习到以下内容：•理解基本的控制理论和方法；•学会使用常见的控制器和传感器；•掌握实验过程中的问题分析与解决能力；•熟悉控制系统的建模和仿真；•了解实际工业控制应用。
设计内容该课程设计的主要内容为：使用Arduino单片机，设计一个智能温度控制系统。
设计要求1.通过调节加热器的开关，使得温度设置值与实际温度值尽可能相等；2.使用温度传感器采集实时温度，并使用数码管显示实时温度；3.设计一个PID控制器，实现自动调节；4.设计一个可调节的电位器，用于调节PID控制器的P、I、D三个参数。
设计步骤步骤1：硬件接口设计由于该课程设计需要使用Arduino单片机，因此需要进行硬件接口设计。
需要设计的接口有：•数码管模块接口；•温度传感器模块接口；•电位器模块接口；•加热器模块接口。
步骤2：控制系统建模和仿真在该设计中，需要通过建模和仿真来了解控制系统的各个部分。
需要进行的仿真工作包括：•建立温度传感器的数学模型；•建立加热器动态响应模型；•建立PID控制器模型。
步骤3：软件部分设计在实际操作中，需要使用软件来调节控制参数和显示实时温度。
需要进行的软件部分设计包括：•设计数字温度读取程序，实现从温度传感器传入数值；•设计PID控制器程序，实现调节控制器参数；•设计加热器控制程序，实现控制加热器的开关；•设计数码管显示程序，实现温度的实时显示。
步骤4：实验验证在完成硬件接口设计和软件部分设计后，需要进行实验验证。
在实验中需要进行以下操作：•设置温度值；•调节PID控制器参数；•查看实时温度数值；•记录和分析实验结果。
设计效果该课程设计通过实际的过程控制系统设计和实验，对学生进行了一次综合实践培训，有效地提高了学生对过程控制的理解和应用能力。
同时，该设计涉及到了硬件设计和软件开发两个方面，对学生的动手能力和编程能力也有很好的锻炼和提高。
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北华航天工业学院课程设计报告（论文）设计课题：过程控制专业班级：学生姓名：指导教师：设计时间：201311.25-2013.12.06北华航天工业学院电子工程系过程控制课程设计任务书姓名：专业：自动化班级：指导教师：职称：副教授学号课程设计题目：前馈-反馈控制系统的设计与整定已知技术参数和设计要求：对三容水箱液位、压力控制系统进行设计。
参数要求：液位控制精度位±5％，压力控制精度为±3％。
1、测试对象获得数学模型。
2、设计前馈-反馈控制系统，选择所有系统部件，并说明选择依据。
3、画出控制系统硬件结构图和系统框图。
4、设计基于组态王软件的监控软件。
5、连接系统进行投运，通过监控软件整定系统控制参数，达到控制精度要求。
6、完成设计报告。
所需仪器设备：PCT-III型过程控制系统教学实验装置、计算机、组态王软件成果验收形式：系统实际运行达到要求设计报告完整、无错误参考文献：《过程控制工程》孙洪程高等教育出版社《过程控制工程手册》周春晖化学工业出版社《PCT-III过程控制使用说明书》浙江求是科教设备有限公司时间安排下发设计任务（第1天）系统设计、连接（第2、3、4天）监控组态程序；（第5、6天）联机调试（第7、8天）撰写课程设计报告（第9天）通过答辩（第10天）指导教师：教研室主任：2013年12月6日内容摘要自本世纪30年代以来，自动化技术获得了惊人的成就，已在工业和国民经济各行各业起着关键的作用。
自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
自动控制按输入量的变化规律分类，可分恒值控制系统（Fixed Set-Point Control System）、随动控制系统（Follow-up Control System）、过程控制系统（Process Control System）。
前馈-反馈控制系统的设计与整定，采用自动控制技术，实现对水箱液位的过程控制。
首先对被控对象的模型进行分析。
然后，根据被控对象模型和被控过程特性并加入PID调节器设计流量控制系统，采用动态仿真技术对控制系统的性能进行分析。
关键词：自动化过程控制PID目录一概述 (1)二方案设计与论证 (2)2．1 前馈控制 (2)2．2 反馈控制 (2)2．3 前馈-反馈控制 (3)2．4前馈-反馈控制系统PID算法 (4)2．5 控制方案的论证 (5)2．5．1控制方案的可靠性 (5)2．5．2控制方案的安全性 (5)2．5．3控制方案的经济性 (5)三仪表的选择与参数的设定 (6)3．1 设备型号 (6)3．2 调节器及其参数的设置 (7)3．3 仪器仪表的组合安装 (8)3．4 计算机的参数设置 (9)四实验步骤 (9)五实验结果 (10)六结论 (11)七心得体会 (12)八参考文献 (13)一、概述PCT—I型过程控制实验装置是基于工业过程物理模拟对象，它集自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术，自动控制技术为一体的多功能实验装置。
系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识、单回路控制、串级控制、前馈控制、比值控制等多种控制形式。
本装置还可根据用户的需要设计构成DDC、DCS、PLC、FCS、TCS等多种控制系统。
该实验装置既可作为本科、专科、高职过程控制课程的实验装置，也可作为研究生及科研人员在复杂控制系统、先进控制系统研究方面提供物理模拟对象和实现手段。
装置特点:1．装置由控制对象、控制屏、计算机三部分组成，对象构布局合理，造型美观大方。
2．真实性、直观性、综合性强，控制对象元件全部来源于工业现场。
控制屏正面有完整的系统结构图案。
3．参数全面，涵盖了液位、流量、压力、温度等典型参数。
4．PCT-II过程控制实验装置具有控制参数和控制方案的多样化。
该装置可通过对其管路上的阀门切换和对模拟信号接线板上信号的连接组合，可构成数十种过程控制实验。
5．在PCT-II过程控制实验装置中充分考虑了大专院校，高等职业技术学院工业自动化专业的大纲要求，完全能满足教学实验、课程设计、毕业设计的需要，同时学生可自行设计实验方案，进行综合性、创造性过程控制系统实验的设计、调试、分析，培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的能力。
随着对过程控制系统性能要求的不断提高,传统反馈控制策略难以适应不同工况下被控对象动态特性的改变。
提出了前馈-反馈复合控制策略,研究了前馈控制器在物理上不可实现情况下的设计方法,给出了具体操作步骤。
在过程控制系统中应用的仿真结果表明:前馈-反馈复合控制能够将可测扰动在影响系统输出前得以补偿;系统的动态性能和稳定性能均优于传统反馈控制。
解决了扰动通道时滞小于主控通道时,前馈控制器在物理上不可实现的技术难题,对过程控制系统有一定理论意义和工程参考价值。
前馈是通过校正输入来改善控制系统的性能；反馈是通过获得输出误差，进而校正，得到理想的输出；前馈-反馈控制系统中既有针对主要扰动信号进行补偿的前馈控制，又存在对被调量采用反馈控制以克服其他的干扰信号。
引入反馈控制，是为了使系统能克服所有扰动信号对被调量产生的影响；因为除了已知的主要的扰动信号以外，系统中还存在其它的扰动信号，这些扰动信号对被调量的影响比较小，有的是我们能够考虑到的，有的我们根本就考虑不到或无法测量，都通过反馈控制加以克服。
二、方案设计与论证本设计通过前馈反馈控制系统实现对液位的控制。
2．1 前馈控制前馈控制又称扰动补偿，它与反馈调节原理完全不同，是按照引起被调参数变化的干扰大小进行调节的。
在这种调节系统中要直接测量负载干扰量的变化，当干扰刚刚出现并能被测出时，调节器就能发出调节信号使调节量作相应的变化，使两者在被调量发生偏差之前抵消。
因此，前馈调节对干扰的客服比反馈调节及时。
但是前馈控制是开环控制，其控制效果需要通过反馈加以检验。
前馈控制器在测出扰动之后，按过程的某种物质或能量平衡条件计算出校正值。
如果前馈支路出现扰动，经过流量计测量之后，测量得到干扰的大小，然后在反馈支路通过调整调节阀开度，直接进行补偿。
而不需要经过调节器。
在前馈反馈控制系统中，前馈控制属于开环控制，在设计中经过对主流量的检测，及时的针对主要扰动进行液位的偏差抑制。
当流量测量值较预定值发生波动，即时通过计算机进行PID计算，输出控制信号，进行液位调节；反馈控制属于闭环控制，通过对液位的测量，及时对液位进行调控。
反馈环节通过对液位的监测，将测量值与给定值进行比较，形成偏差后，通过A/D传输给计算机，进行预先设定的PID计算，输出控制型号，进行液位调节。
2．2 反馈控制反馈控制（英文名称为Feedback Control），是指从被控对象获取信息，按照偏差的极性而向相反的方向改变控制量，再把调节被控量的作用馈送给控制对象，这种控制方法称为反馈控制，也称作按偏差控制。
反馈控制总是通过闭环来实现的。
反馈控制的特点有：按偏差进行调节；调节量小，失调量小；能随时了解被控变量变化情况；输出影响输入（闭环）。
2．3前馈-反馈控制前馈——反馈复合控制系统中前馈控制器的传递函数是根据完全补偿性原理求解的。
要使得扰动Z(s)得到完全补偿，即Z(s)变化时不对被调量C(s)产生影响，应有：解得：前馈-反馈控制系统的特点：（1）系统综合了反馈、前馈控制系统的优点，弥补了他们的缺点，因而前馈-反馈控制系统得到了广泛的应用。
（2）引入前馈补偿没有影响到系统的稳定性。
很显然，前馈无论加在什么位置，都不会构成回路，系统的特征式都保持不变，因而不会影响系统的稳定性。
（3）引入反馈控制后，前馈完全补偿条件并没有改变。
前馈-反馈系统主要由以下几个环节构成：（1）扰动信号测量变送器：对扰动信号测量并转化统一的电信号。
（2）被调量测量变送器：对被调量测量并转化统一的电信号。
（3）前馈控制器：对干扰信号完全补偿。
（4）调节器：反馈控制调节器，对被调量进行调节。
（5）执行器和调节机构。
（6）扰动通道对象：扰动信号通过该通道对被调量产生影响。
（7）控制通道对象：调节量通过该通道对被调量进行调节。
图1 前馈反馈实验流程图图2 计算机控制前馈反馈控制系统的框图 2．4 前馈反馈控制系统PID 算法前馈反馈控制系统是通过PID 控制规律实现对液位控制的最终目的，PID 控制是比例—积分—微分的简称。
在工业生产工程自动控制的发展历史中，PID 控制是历史最久、生命力最强的基本控制方式。
PID 算法具有以下的优点：比例器-储水箱+下水箱上水箱水泵计算机如图1前馈反馈实验流程图 和图1 计算机控制前馈反馈控制系统的框图（1）原理简单，使用方便；（2）适应性强；（3）鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变化不太敏感。
PID控制即比例积分微分控制，调节器的输出是其输入的比例，积分，微分的函数。
PID控制现在应用最广，技术最成熟。
其控制结构简单，参数容易调整，不必求出被控对象的数学模型便可以调节，因此无论模拟调节器或者数字调节器大都采用PID调节规律。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。
其输入e (t）与输出u (t）的关系为u(t)=kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt] 式中积分的上下限分别是0和t，因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp[1+1/(TI*s)+TD*s]，其中kp为比例系数； TI为积分时间常数； TD为微分时间常数。
在调节PID控制时，先把微分作用取消掉，只保留PI，先调比例，再调积分，最后加上微分再调。
如果振荡过快，加大P。
如果振荡后过很久才稳定，减小P。
减少积分时间。
如果振荡的周期太长，加大积分时间。
如果对调节对象变化反应过慢，增大D。
最后把波形调到只有一两个振荡就平稳了，就是最好的效果。
2．5 控制方案的论证2．5．1控制方案的可靠性控制方案采用前馈反馈控制，前馈反馈控制技作为一种传统的控制方式，在工业生产过程中，技术上的应用已经相当成熟。
作为液位控制，在要求控制精度的情况下，不能单纯依靠反馈控制，加入前馈控制后，可以消除提前的扰动对反馈控制的影响。
而且对于提前的扰动为已知，比如对液位能够产生的扰动，在这里为管道内的流量，是可以精确测量的量，因此符合采用前馈控制的条件。
使得前馈反馈控制的可靠性得到保证。
2．5．2控制方案的安全性在工业生产过程中，对液位的控制中，容器中的介质类型有很多，可能为常见的水，也可能为化学药剂。
因此控制方案和所用仪器仪表的安全性非常重要。
对于仪器仪表，我们根据介质的性质不同选用合适的型号即可。
对于控制方案，因为是单纯的液位控制，不涉及化学反应等使介质发生变化的过程，所以关键是控制精度的保证，比如在锅炉中要保证水位的高度，避免水位过高飞溅。