潛在的前饋?zhàn)兞勘仨殱M足三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。首先，它必須表明發(fā)生了重大干擾。也就是說，過程干擾和被測前饋?zhàn)兞恐g必須存在直接的、可再現(xiàn)的相關(guān)性，而且過程干擾必須很重要，即變化頻繁并對過程變量產(chǎn)生重大影響，否則沒有必要減弱其影響。其次，因?yàn)椴皇褂梅答佋恚梆佔(zhàn)兞坎坏檬懿倏v變量的影響。注意，該要求明確區(qū)分了用于串級控制和前饋控制的過程變量。最后，干擾動態(tài)不應(yīng)快于從操縱變量到過程變量的動態(tài)。
表1 前饋控制設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
實(shí)施前饋控制的條件：
①單回路控制不能提供滿意的控制性能。
②有前饋?zhàn)兞康臏y量值
前饋?zhàn)兞勘仨殱M足下列要求：
①前饋?zhàn)兞勘仨毐碚髦匾蓴_的發(fā)生。
②操縱變量和前饋?zhàn)兞勘仨殯]有因果關(guān)系。
③前饋?zhàn)兞縿討B(tài)要比操縱變量輸出動態(tài)慢(如果有反饋控制時(shí))
這一最終要求與前饋-反饋聯(lián)合控制系統(tǒng)有關(guān)。如果干擾對過程變量的影響非常快，前饋控制不能及時(shí)操作操縱變量，會產(chǎn)生偏差。因此，反饋控制器將感知偏差并進(jìn)一步調(diào)整操縱變量。不幸的是，反饋控制將是對前饋控制的補(bǔ)充，因此，將對操縱變量進(jìn)行雙重修正。記住，前饋控制和反饋控制是獨(dú)立的算法，雙重修正會導(dǎo)致過程變量超調(diào)，控制性能下降。總之，當(dāng)擾動動態(tài)非常快且存在PID反饋控制時(shí)，不應(yīng)當(dāng)使用前饋控制。當(dāng)然，如果不存在反饋，則無論擾動動態(tài)如何，都可以應(yīng)用前饋控制。
前饋控制和反饋控制各有所長，可以彌補(bǔ)彼此的不足。反饋控制的主要優(yōu)點(diǎn)是：它將所有擾動產(chǎn)生的偏差減小到零。正如我們所看到的，在許多情況下，它可以提供良好的控制性能，但只能在過程變量偏離設(shè)定值后才采取糾正措施。然而當(dāng)被控對象動態(tài)有問題時(shí)，反饋控制并不能提供良好的控制性能。此外，如果沒有正確整定，反饋控制可能會導(dǎo)致不穩(wěn)定。
前饋控制在過程變量受到干擾之前就起作用，并且在具有精確模型的情況下能夠獲得很好的控制性能。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在沒有反饋控制的穩(wěn)定系統(tǒng)中，盡管如果設(shè)計(jì)和整定不當(dāng)，可能會導(dǎo)致性能下降，但前饋控制器不會導(dǎo)致不穩(wěn)定。前饋控制的主要缺點(diǎn)是無法消除全部偏差。如上所述，通過將前饋與反饋相結(jié)合，前饋控制用于減少可測主要干擾的影響，而反饋控制用于補(bǔ)償過程模型中的不準(zhǔn)確、測量誤差和未知干擾。反饋控制和前饋控制對比見表2。
表2 反饋控制與前饋控制對比
