過(guò)程控制系統(tǒng)及儀表(第3版)：14-12第8章_先進(jìn)控制系統(tǒng)介紹-wenkub
2023-05-21 15:15:42 本頁(yè)面
【正文】 變量相關(guān)的一組可測(cè)變量，構(gòu)造某種以可測(cè)變量為輸入、被估計(jì)變量為輸出的數(shù)學(xué)模型，用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)這些過(guò)程變量的估計(jì)。 ?許多復(fù)雜、多變量、時(shí)變的關(guān)鍵變量的控制，常規(guī)PID已不能勝任，因此，先進(jìn)控制受到了廣泛關(guān)注。1 書(shū)名 :過(guò)程控制系統(tǒng)及儀表 (第 3版 ) 出版社 : 大連理工大學(xué)出版社 。 4 ? 先進(jìn)過(guò)程控制 (APC， Advanced Process Control)技術(shù)， 是指不同于常規(guī) PID，具有比常規(guī) PID控制更好控制效果的控制策略的統(tǒng)稱(chēng)。也成為“軟儀表”，“軟傳感器”。 ? 方法二：主元分析法，可利用現(xiàn)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)作統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算，將原始輔助變量與被測(cè)量變量的關(guān)聯(lián)度排序，實(shí)現(xiàn)變量精選。 ?為了保證軟測(cè)量精度，數(shù)據(jù)的正確性和可靠性十分重要，因此現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)顯著誤差檢測(cè)和數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性?？沙浞掷眠^(guò)程知識(shí)，依據(jù)過(guò)程機(jī)理，有較大的適用范圍。 12 ?當(dāng)對(duì)象特征發(fā)生較大變化，軟測(cè)量經(jīng)過(guò)在線(xiàn)學(xué)習(xí)無(wú)法保證預(yù)估精度時(shí)，須利用測(cè)量器運(yùn)算所累積的歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行模型更新或在線(xiàn)校正。 ?短期學(xué)習(xí)算法簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)速度快，便于實(shí)時(shí)應(yīng)用。 ?衡量純滯后常采用純滯后時(shí)間 τ和時(shí)間常數(shù) T之比。 15 ?為實(shí)施 Smith預(yù)估補(bǔ)償控制，必須求取補(bǔ)償器的數(shù)學(xué)模型。 16 ?Smith預(yù)估補(bǔ)償控制是基于模型已知的情況下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)Smith預(yù)估補(bǔ)償控制必須已知?jiǎng)討B(tài)模型，即過(guò)程數(shù)學(xué)關(guān)系和純滯后時(shí)間。當(dāng)過(guò)程參數(shù)變化 10％～ 15％時(shí)，預(yù)估補(bǔ)償就失去了良好的控制效果。 ?這種情況，稱(chēng)兩個(gè)控制回路間存在耦合。 （ 2）整定控制器參數(shù)，減小系統(tǒng)關(guān)聯(lián) ?具體實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)整定控制器參數(shù)，把兩個(gè)回路中次要系統(tǒng)的比例度和積分時(shí)間放大，使它受到干擾作用后，反應(yīng)適當(dāng)緩慢一些，調(diào)節(jié)過(guò)程長(zhǎng)一些，這樣可達(dá)到減少關(guān)聯(lián)的目的。 ?采用減少控制回路的方法來(lái)解決。 23 預(yù)測(cè)控制 ? 模型預(yù)測(cè)控制（ MPC）是在工業(yè)過(guò)程控制實(shí)踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。 24 ? 預(yù)測(cè)控制的基本出發(fā)點(diǎn)與傳統(tǒng) PID控制不同。 圖 86 預(yù)測(cè)控制的基本結(jié)構(gòu) 26 (1)預(yù)測(cè)模型 ?預(yù)測(cè)控制需要描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的模型，稱(chēng)為預(yù)測(cè)模型。 27 (2)反饋校正 圖 86 預(yù)測(cè)控制的基本結(jié)構(gòu) 28 (2)反饋校正 ?在預(yù)測(cè)控制中，采用預(yù)測(cè)模型進(jìn)行過(guò)程輸出值的預(yù)估只是一種理想方式。 29 (3)滾動(dòng)優(yōu)化 ?預(yù)測(cè)控制是一種優(yōu)化控制算法，通過(guò)某一性能指標(biāo)的最優(yōu)化來(lái)確定未來(lái)的控制作用。 30 (4)參考軌線(xiàn) ?在預(yù)測(cè)控制中，為使過(guò)程避免出現(xiàn)輸入和輸出的急劇變化，往往要求過(guò)程輸出沿著一條所期望的、平緩的曲線(xiàn)達(dá)到設(shè)定值。 ?這些優(yōu)點(diǎn)使預(yù)測(cè)控制更加符合工業(yè)過(guò)程的實(shí)際要求，這是 PID控制無(wú)法相比的。 32 ?第三代預(yù)測(cè)控制軟件包 ?主要有：美國(guó) DMC公司的 DMC, Setpoint公司的IDCOMM,SMCA, Honeywell 公司的 RMPCT, Aspen公司的 DMCPLUS，法國(guó) Adersa公司的 PFC，加拿大 Treiber Controls公司的 OPC等，成功應(yīng)用于石油化工的催化裂化、常減壓、連續(xù)重整、延遲焦化、加氫裂化等重要裝置。對(duì)于這類(lèi)生產(chǎn)過(guò)程，采用之前介紹的 PID常規(guī)控制方案往往不能獲得令人滿(mǎn)意的控制效果，甚至還可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失控。 ?一個(gè)自適應(yīng)控制系統(tǒng)至少應(yīng)包含有以下三個(gè)部分： 一是具有一個(gè)檢測(cè)或估計(jì)環(huán)節(jié) ， 目的是監(jiān)視整個(gè)過(guò)程和環(huán)境 ， 并能對(duì)消除噪聲后的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi) 。 這類(lèi)控制的典型特征是參考模型與被控系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，參考模型表示了控制系統(tǒng)的性能要求。 模糊推理判決 計(jì)算出 控制量 手動(dòng)控制 + 傳感器 測(cè)量的 當(dāng)前值 手動(dòng)控制和模糊控制的比較 39 ?首先根據(jù)操作人員手動(dòng)控制的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套完整的控制規(guī)則，再根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，經(jīng)過(guò)模糊推理、模糊判決等運(yùn)算，求出控制量，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制。 ?1974年 英國(guó)工程師 （ ）馬丹尼將模糊集合理論應(yīng)用于鍋爐和蒸汽機(jī)的控制，獲得成功，模糊數(shù)學(xué)走向應(yīng)用，取名模糊控制。 ?自組織模糊控制：某些規(guī)則和參數(shù)可修改，可對(duì)一類(lèi)對(duì)象進(jìn)行控制。 元素屬于模糊集合的程度用隸屬度或模糊度來(lái)表示。 計(jì)算隸屬度的函數(shù)稱(chēng)為 隸屬函數(shù) 。 x1, x2:模糊控制的輸入 (精確量 )。 y:對(duì)象的輸出。但是，對(duì)于工藝技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，主要關(guān)心的問(wèn)題是控制系統(tǒng)和儀表的基本原理及其應(yīng)用特性。突出重點(diǎn)，注重實(shí)用是 《 過(guò)程控制系統(tǒng)及儀表 (第 3版 )》 的第三個(gè)特色。 過(guò)程控制系統(tǒng)和儀表涉及的領(lǐng)域十分廣闊，研究?jī)?nèi)容也極其豐富。 ? 了解軟測(cè)量技術(shù) ， 時(shí)滯補(bǔ)償控制 ， 解耦控制 ，預(yù)測(cè)控制 ， 自適應(yīng)控制 ， 模糊控制的基本概念 。 U:經(jīng)過(guò)模糊控制規(guī)則和近似推理后得出的模糊控制量。 ()A x?()Aix?44 (1) 向量表示法 (2) 扎德表
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1