【正文】 的效果，但隨著生產(chǎn)工藝的日益復(fù)雜和人們對工業(yè)過程總體性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的PID控制方法往往難以滿足閉環(huán)優(yōu)化控制的要求。 Multivariable Decoupling。例如，發(fā)電廠的中間儲粉倉式制粉多變量控制系統(tǒng)，給煤機(jī)的括板位置，熱風(fēng)的送風(fēng)量，二次循環(huán)門的開度(引風(fēng)量)控制磨煤機(jī)裝入的煤量，煤粉溫度及磨煤機(jī)的負(fù)壓，構(gòu)成了33的耦合系統(tǒng)；冶金工業(yè)的熱處理爐溫度控制系統(tǒng)，要求工件均勻受熱，每個加熱區(qū)都有一個溫度控制系統(tǒng)，由加入的燃料來調(diào)節(jié)溫度，燃料控制會影響著電加熱爐內(nèi)負(fù)壓，所以還需控制煙囪廢氣的流量，由此構(gòu)成了負(fù)壓與溫度場的耦合系統(tǒng)；軋鋼系統(tǒng)的厚度控制和板型控制也存在著相互關(guān)聯(lián)。作為當(dāng)代大學(xué)生的我們應(yīng)該掌握好本專業(yè)的知識、增強(qiáng)自己的動手能力、解決實際問題的能力、增強(qiáng)自己的創(chuàng)新意識。它是由Roksenbom和Hoodllol提出來的，他們最先將矩陣分析法應(yīng)用于多變量控制系統(tǒng)分析，分析了有關(guān)飛行器控制的問題，即如何通過分別控制燃料與推進(jìn)器葉片角度來控制飛行器發(fā)動機(jī)的速度與功率，并使這兩個控制系統(tǒng)互不干涉。本文主要講解一下單神經(jīng)元PID是如何對多變量系統(tǒng)進(jìn)行解耦的。 數(shù)字PID控制算法由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字 PID 控制器將逐漸取代傳統(tǒng)的模擬 PID 控制器。 增量式PID控制算法增量式PID是指數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量。第3章 單神經(jīng)元PID控制系統(tǒng) 單神經(jīng)元簡介　單神經(jīng)元模型人腦神經(jīng)元是組成人腦神經(jīng)系統(tǒng)的基本單元。學(xué)習(xí)算法如下： =+ ()式中，為隨過程遞減的學(xué)習(xí)信號，0為學(xué)習(xí)速率。為神經(jīng)元權(quán)值，神經(jīng)元的輸入輸出描述為： = 　　　　　　　　 () = ()轉(zhuǎn)換器過程KZ1 單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制原理框圖若取=，其中取線性截斷函數(shù)，則神經(jīng)元控制器輸出可寫成： ()由PID控制器的增量算式： ()如果取=,=,=2+，則式（）變?yōu)椋? =1[]+2+3[2+] ()比較式()和式()，可見兩式形式完全相同，所不同的只是式()中的系數(shù) (=1,2,3)可以通過神經(jīng)元的自學(xué)習(xí)功能來進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，而式()中的參數(shù), ,。 ()為神經(jīng)元的比例系數(shù)，0；，分別為比例、積分、微分的學(xué)習(xí)速率。③若被控對象響應(yīng)特性出現(xiàn)上升時間短、震蕩現(xiàn)象，應(yīng)減少，其他參數(shù)不變。第4章 多變量解耦控制 多變量過程控制系統(tǒng)解耦控制 多變量過程控制系統(tǒng)解耦原理與方法六十年代以來，過程控制工程在理論上和實踐中都取得了顯著進(jìn)步，許多復(fù)雜而成功的控制方案已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中被采用。說它高級，它能有效的對一些含有多個相關(guān)聯(lián)的變量生產(chǎn)過程實現(xiàn)統(tǒng)一的控制，而這種功能常常是不能借助于一些人為地簡化了的單變量過程控制系統(tǒng)來完成的；說它復(fù)雜，主要是因為它比單變量過程控制系統(tǒng)需要一些更復(fù)雜的設(shè)備，從而使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜。分析目前許多難于投入運行的系統(tǒng)，許多是由耦合的原因造成的。要想實現(xiàn)這一目標(biāo)，直觀地說，下面兩種方法最簡單，第一種方法是切斷耦合通道，但這種方法只是在方框圖上有意義，因為任何實際的耦合總是某種物理(或者化學(xué)——物理)過程的顯示，從而它不可能按主觀想象而切斷。設(shè)， ,分別為, , , ，而，均為解耦器。對于變量數(shù)目相當(dāng)多的高階大系統(tǒng)，很易于應(yīng)用這種方法進(jìn)行理論上的分析，其研究的對象常常是抽象化的；然而，過程控制理論家和工程師們卻格外喜歡對角矩陣法與相對增益分析法，因為這兩種方法能十分方便地應(yīng)用于多變量過程控制系統(tǒng)的解耦合設(shè)計，而且由此引出來的結(jié)論都能很容易的在實際中得到應(yīng)用，從而這兩種方法是過程控制實踐中目前應(yīng)用最廣的方法。 (2)解耦環(huán)節(jié)特性只與解耦要求有關(guān)，而對系統(tǒng)的控制要求則由其它環(huán)節(jié)來保證。單神經(jīng)元自適應(yīng)線性網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于實時控制中，其權(quán)值可以根據(jù)偏差大小來進(jìn)行修正，因而其最后的控制精度比較高。由圖還可以看出,與PID解耦控制相比單神經(jīng)元PID解耦控制響應(yīng)速度明顯加快,同時單神經(jīng)元PID解耦控制還具有自適應(yīng)能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等特點。所以我們就不應(yīng)該依靠哪一種方法實現(xiàn)多變量的解耦控制。　　 致 謝論文的完成是許多位幫助過我的人和我一起努力的結(jié)果。參考文獻(xiàn)[1] 向本祥．解耦控制系統(tǒng)教學(xué)實驗裝置開發(fā)及解耦控制算法研究[D]．長沙：中南大學(xué)，2005[2] R. S. Guerra, H. J. Goncalves Junior, W. F. Lages[D]．Federal University of Rio Grande　do Sul[3] 陶永華，新型 PID控制及其應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998[4] 易以峰．單神經(jīng)元自適應(yīng)PID在焦?fàn)t集氣管壓力中的應(yīng)用[D]．武漢：武漢科技大學(xué)，2006[5] 周峰．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制在工業(yè)控制過程中的應(yīng)用研究[D]．合肥：合肥工業(yè)大，2006[6] 劉金琨．先進(jìn)PID控制及其MATLAB仿真[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2003[7] 董阿尼．變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)自適應(yīng)神經(jīng)元解耦控制與變靜壓協(xié)調(diào)控制[D]．西安：西安建筑科技大學(xué)，2004[8] 金以惠．過程控制[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1993，4[9] 劉金琨．先進(jìn)PID控制MATLAB仿真（第2版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004。他不但在畢業(yè)設(shè)計這方面多我有很大的幫助，還告訴了我很多關(guān)于專業(yè)課的知識、要以扎實的專業(yè)知識去面對這個激烈競爭的社會。多變量系統(tǒng)控制的目的是使系統(tǒng)的每個被控變量只按其給定值變化，使其不受或少受其它給定值的影響，并且具備較好的動態(tài)和靜態(tài)性能，即實現(xiàn)解耦控制。加入單神經(jīng)元PID解耦控制后系統(tǒng)振蕩現(xiàn)象基本消除。[9]。（4）解決這一問題的一條有效途徑是，把人工智能相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)，即采取智能控制的技術(shù)[7]。應(yīng)當(dāng)指出，我們常常有些錯覺，以為這些方法是都是毫不相干的，并且，甚至把某些個別的設(shè)計方法與對角矩陣法相比或相提并論。同時對的影響亦是如此，從而達(dá)到解耦的目的[8]。因為在實際的系統(tǒng)中耦合常常發(fā)生在輸出變量上，而這些輸出變量經(jīng)常是一些具有一定容量的對象的某些實際參數(shù)。這種人為的簡化會導(dǎo)致以下一些問題：(1)由于沒有考慮被控對象中各回路間的關(guān)聯(lián)，因而很難同時使各個單變量系統(tǒng)穩(wěn)定地運行，也就無法有效地對這種多輸入多輸出、變量間緊密關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一的控制。美國著名的化工控制學(xué)者Thomas. F. Edgar曾在80年代指出，多變量控制是70年代以來一直受到自動控制學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛重視并競相研究的重要課題。假設(shè)在一個生產(chǎn)過程中采用了兩個控制回路，就會產(chǎn)生這樣的問題：哪個控制器(如閥門)應(yīng)該由哪個測量值來控制？對于有的工藝過程，回答是明顯的。⑤在開始調(diào)整時，選擇較小值，當(dāng)調(diào)整，和，使被控對象具有良好特性時，再逐漸增大，而其他參數(shù)不變，使系統(tǒng)輸出基本無波紋。值的變化，相當(dāng)于，三項同時變化，因此值的選擇非常重要，應(yīng)在第一步先調(diào)整。正是由于能進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，故可大大提高控制器的魯棒性能。 2）誤差校正學(xué)習(xí)型 () 誤差校正學(xué)習(xí)型