複合控制

複合控制具有如下幾種形式。

開環—閉環控制

複合控制的一種形式是將按擾動或輸入的開環控制和按偏差的閉環控制相結合的一種控制方式。它是在閉環控制迴路的基礎上，附上一個輸入信號或擾動信號（是破壞系統輸入量和輸出量之間預定規律的信號）的順饋通路。複合控制系統框圖如圖1所示，其中，1是開環控制環節；2是閉環控制環節。 ^[1] 

反饋—前饋控制

複合控制的另一形式是在系統的反饋控制迴路中加入前饋通路，組成一個前饋控制和反饋控制相組合的系統，稱為反饋—前饋控制系統。這樣的系統就稱為複合控制系統，相應的控制方式稱為複合控制。簡單來説複合控制就是反饋控制與前饋控制相結合的控制方法。只要系統參數選擇得當，不但可以保持系統穩定，極大地減小乃至消除穩態誤差，而且可以抑制幾乎所有的可量測擾動，其中包括低頻強擾動。 ^[2] 

基於輸入信號和誤差信號

複合控制的再一形式是引進輸入信號的微分(一般為一、二階微分)，和誤差信號一起對控制對象進行控制，以改進系統的控制品質。 ^[1] 

按偏差控制即反饋控制，它按偏差確定控制作用以使輸出量保持期望值。對於滯後效應較大的控制對象，反饋作用不能及時影響系統的輸出，常引起輸出量的過大波動。如果引起輸出量變化的外擾是可量測的，則用外擾信號直接控制就能更迅速有效地補償外擾對輸出的影響。這種控制方式稱為按擾動控制。按擾動控制一般不能單獨使用，常需與按偏差控制結合使用，即構成複合控制。複合控制能顯著減少擾動對系統的影響，有利於提高控制效果。

提高系統的開環增益和增加系統的類型是減小和消除系統穩態誤差的有效方法。但這兩種方法在其他條件不變時，一般都會影響系統的動態性能，乃至系統的穩定性。若在系統中加入順饋控制作用，就能實現既減小系統的穩定誤差，又能保證系統穩定性不變的目的。 ^[1] 

按擾動補償的複合控制

如果系統的誤差主要由某一處加干擾信號引起的， 並且該干擾已知，或是可直接或間接測量的， 則可用不變性原理來消除干擾信號，即：

或

圖2為對擾動進行補償的系統方塊圖。 系統除了原有的反饋通道外， 還增加了一個由擾動通過前饋(補償)裝置產生的控制作用， 旨在補償由擾動對系統產生的影響。圖中

為待求的前饋控制裝置的傳遞函數；N (s)為擾動作用，且可進行測量或者已知。

(1) 按擾動的完全補償：為了使得，必須使得En(s)=0，必須使

，此時，穩態誤差

。即通過一個順饋補償了擾動的影響。

(2) 按擾動的穩態補償 /部分補償：對於完全補償，如果設

很複雜，則

很複雜，即，要完全補償的話則 Gn(s)很複雜。實際上，不需要實現完全補償，只需要部分補償以減小或者消除系統響應控制信號r( t )的誤差即可。

如果系統的誤差傳遞函數E(S)/N(s)的零點包含誤差輸入信號的全部極點，則系統無穩態誤差。因此，只要設計合適的Gn(s)，使得系統的誤差傳遞函數滿足零點包含輸入信號的全部極點即可。 則

。 ^[3] 

按輸入補償的複合控制

按照輸入補償的複合控制，即應用順饋消除系統響應控制信號誤差的複合控制，同上面，應用順饋減小系統響應控制信號誤差的複合控制就是在反饋控制的基礎上，引入控制信號的微分作為系統的附加輸入而實現的，如圖3所示。同樣分為按擾動的完全補償和按擾動的穩態補償 /部分補償。 ^[3] 

複合控制的主要特點

(1) 具有很高的控制精度；

(2) 可以抑制幾乎所有的可量測擾動，其中包括低頻強擾動；

(3) 補償器的參數要有較高的穩定性。

複合控制的優點

(1) 從前饋控制角度看，由於增加了反饋控制，降低了對前饋控制模型精度的要求，並能對沒有測量的干擾信號的擾動進行校正。

(2)從反饋控制角度看，前饋控制作用對主要干擾及時進行粗調，大大減少反饋控制的負擔。

(3) 由於被控對象的慣性，反饋控制作用有延遲。而順饋沒有延遲，能夠及時地在被控對象到達反饋控制之前就能抵消掉，因此順饋來的比反饋更加及時。

(4) 開環系統沒有穩定性的問題，補償前後穩定性不變（特徵方程不變）

按擾動補償複合控制的缺點

(1) 擾動信號必須使已知或者是可測的。

(2) 對順饋控制的精度要求比較高（因為是開環，元器件要求精度高，因為產生誤差不可調 ）。