Sobre feedback feedforward e controle em cascata

O sistema mostrado na figura deve utilizar um controle em cascata. O sistema de controle na imagem acima é muito raro.

Esta é a versão de Li Yuming para instrumentação química e automação, que combina controle feedforward com feedback. Mesmo que TC e FC estejam em série, não se trata de controle em cascata, pois o circuito relacionado ao fluxo é em malha aberta.

Se for conectado em série, é algo semelhante a um controle em cascata, mas na verdade é um sistema de controle feedforward-feedback. Os dois controladores TC e FC operam em série; a saída do TC serve como entrada para o FC. Isso se assemelha ao controle em série, mas não há um circuito secundário – existe apenas um circuito de feedback. A saída do atuador não consegue alterar o fluxo da matéria-prima. Portanto, não se pode considerar um sistema de controle em série. É uma forma não padrão de controle feedforward-feedback estático. Esta é a resposta encontrada na internet. Quer dizer, independentemente de ser ou não em cascata, com certeza não se trata de controle em cascata. Eu quero saber qual é a diferença no desempenho do controle, seja em cascata ou não

Como o fluxo do meio de processo pode ser medido, mas não controlado, ou quando o fluxo é estável e não requer controle, o parâmetro do material que precisa ser controlado é a temperatura de saída. O fator que afeta diretamente a temperatura do material na saída é a quantidade de vapor adicionado. Se a temperatura for alta, reduz-se a quantidade de vapor adicionado; isso faz parte do controle por feedback. O transmissor detecta mudanças na quantidade de meio processual que é adicionado, e a saída do controlador também muda, a fim de ajustar a quantidade de vapor adicionado. Esse processo de ajuste é conhecido como controle feedforward. A vantagem deste sistema de controle é o baixo custo de implementação e sua estrutura simples. Se a fórmula da função do controlador for definida de maneira adequada, o desempenho de controle será igualmente bom.

O tópico abordado pelo autor é muito interessante. Em termos simples, em condições ideais (por exemplo: quando a eficiência de troca de calor do trocador de calor é constante, a temperatura e a pressão do vapor permanecem estáveis, as características das válvulas de controle são estáveis, e existem dados sobre como o fluxo do meio e a quantidade de vapor afetam a temperatura), não é impossível realizar um controle em cascata. É possível controlar a válvula de controle do vapor com base no fluxo do meio (um controle proporcional simples, que requer conhecimento prévio da relação entre as mudanças na posição da válvula e o fluxo). Com base em fórmulas específicas, é possível manter uma temperatura constante e estável. Claro, é preciso muitos dados de teste para isso. Haha. O controle em cascata é possível, mas a realidade é a realidade: é preciso muito esforço para controlar uma temperatura, e não há nada tão simples quanto parece

Acho que, na aplicação prática, é relativamente mais fácil ajustar os parâmetros do controle feedforward-feedback (como no diagrama do autor). Na minha opinião, afinal, é realmente difícil ajustar circuitos complexos, especialmente quando se trata de meios perigosos.

Este circuito utiliza um controle por feedforward de vazão, combinado com feedback de temperatura. Não se trata do circuito em cascata tradicional, com um loop principal de temperatura e um loop secundário de vazão. A diferença está no objetivo processual que o circuito precisa atingir. Esse tipo de design é geralmente utilizado em situações em que há grandes variações na vazão, como no processamento em lotes, onde a quantidade de material introduzido segue uma curva específica. Como a quantidade de material introduzido está sempre em mudança, usar o feedforward de vazão permite superar efetivamente as desvantagens causadas pelo atraso no feedback

É preciso levar em consideração os parâmetros de controle. Se o controle for feito com base na temperatura, a instalação da válvula de regulação de vapor na saída do trocador de calor pode reduzir o consumo de vapor, mas isso afetará a eficácia do controle da temperatura

O controle em cascata é um tipo de controle de feedback convencional, sendo que o controle de feedback e o controle feedforward operam de forma paralela.