【正文】 參考文獻[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：機械工業(yè)出版社，1998[4] 易以峰．單神經(jīng)元自適應(yīng)PID在焦爐集氣管壓力中的應(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PID控制MATLAB仿真（第2版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004。在做畢業(yè)論文期間有時遇到一些不懂的問題經(jīng)常和同學(xué)一起探討，在這里也非常感謝這些同學(xué)對我的悉心幫助。嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度令我十分欽佩。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?！　?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。用其進行強耦合帶時延多變量統(tǒng)的控制，不需要測量或辨識對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)，通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)，調(diào)整權(quán)值，并且很容易的在現(xiàn)修改學(xué)習(xí)速率與比例系數(shù)，能得到很好的控制效果。由于強耦合多變量系統(tǒng)的參數(shù)測量不易，補償器、解耦器和控制器的設(shè)計、實現(xiàn)和協(xié)調(diào)困難，因此傳統(tǒng)控制方法難以對強耦合帶時延多變量系統(tǒng)進行有效的控制。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。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。 結(jié) 論隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域會越來越寬，被控對象也越來越復(fù)雜隨之而帶來的就是對于多變量解耦就越來越困難。由上述可以知，用單神經(jīng)元PID對多變量進行解耦是行之有效的，并且可以達到一個很好的控制效果。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。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、抗干擾能力強等特點。：單神經(jīng)元PID1單神經(jīng)元PID2多變量被控對象 二變量單神經(jīng)元PID控制系統(tǒng)框圖 R=[1。以第一個單神經(jīng)元的PID控制器為例，控制算法及學(xué)習(xí)算法為：式中，=； =； =2*+；假設(shè)控制對象為： y1(k)=(1+y1_1)^2*(*y1_1+u1_2+*u2_3)。[9]。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)偏差大小來進行修正，因而其最后的控制精度比較高。單神經(jīng)元自適應(yīng)線性元件是一種連續(xù)取值的現(xiàn)性加權(quán)求和閾值網(wǎng)絡(luò)。因此，由單個神經(jīng)元構(gòu)成的PID控制器引起了控制界的廣泛興趣。（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]。 (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。所有實際可行的解耦設(shè)計方法，在本質(zhì)上都是以某種方式對解耦設(shè)計加以某種附加條件，從而使不定的解具有確定性。對角矩陣法是解耦設(shè)計的最根本原則，任何具體的解耦設(shè)計方法都不過是在某些具體場合下以某種技巧來保證最終得到所要求的對角矩陣。應(yīng)當指出，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。對于變量數(shù)目相當多的高階大系統(tǒng)，很易于應(yīng)用這種方法進行理論上的分析，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。這幾種方法應(yīng)用比較廣泛，但不能說哪種方法最好，因為應(yīng)用這些方法的人各自有不同的要求，研究的對象與目的也可能不同。目前，有很多方法可以用來解決多變量控制系統(tǒng)的解耦問題。同時對的影響亦是如此，從而達到解耦的目的[8]。設(shè)， ,分別為, , , ，而，均為解耦器。因此，解耦環(huán)節(jié)應(yīng)當設(shè)置在控制對象之前或者在反饋通道上，用于解除系統(tǒng)中各輸入量和輸出量之間的耦合關(guān)系[7]。因此，對于具有耦合的多變量過程控制系統(tǒng)，為了實現(xiàn)解耦控制，必須進行解耦設(shè)計，并且在這個系統(tǒng)中設(shè)置某種解耦環(huán)節(jié)。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)。要想實現(xiàn)這一目標，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。所謂解耦控制就是討論應(yīng)當采取何種措施，能夠把一個有耦合影響的多變量過程，化成為一些無耦合的單變量過程來處理。(3)從理論上講，PID控制器具有較好的魯棒性，但是當多個單回路之間存在耦合的情況下，整個系統(tǒng)的魯棒性無法得到保證。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。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。這是一個22的耦合對象，如果采用, 構(gòu)成兩個單獨的單回路控制系統(tǒng)，其中, 分別代表,的調(diào)節(jié)器，, , , ，則兩個系統(tǒng)在控制過程中形成互相干涉振蕩，結(jié)果兩個系統(tǒng)都控制不好。所謂耦合就是一個過程變量的變化必然會波及到其它過程變量的變化，它是生產(chǎn)過程動態(tài)特性普遍存在的一種現(xiàn)象，因為生產(chǎn)過程都是各個環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)的進行工作，一個過程變量的變化必然涉及到其它過程變量的變化。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。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。因此如果對工藝生產(chǎn)不了解，那么設(shè)計的控制方案不可能是完善的和有效的。值得指出的是這些調(diào)節(jié)量、被調(diào)節(jié)量之間往往還存在著某種程度的相互影響，它將妨礙各變量的獨立控制作用，有時甚至?xí)茐母飨到y(tǒng)的正常工作，使之不能投入運行。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。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。為此，可在性能指標函數(shù)中引入控制量的要求，即=[2+2] ()式中為過程總滯后，、分別為輸出誤差和控制增