化工仪表及自动化 教学课件 作者 厉玉鸣 主编 化工仪表及自动化 第8章.pptVIP

尚辅网 尚辅网 尚辅网 第三节 其他新型控制系统 30 a.选择能表达系统故障状态的向量集，以此构成故障模式向量。 b.根据故障向量中各参数的重要性，选择故障状态最敏感的特征参数，构成特征向量集，作为故障的基准模式集。 c.由特征向量以一定方式构成判别函数，用来判别系统目前状态属于哪一个基准模式，或说系统属于哪种故障状态。 ④ 人工神经元网络诊断方法。 尚辅网 第三节 其他新型控制系统 六、解耦控制系统 31 1.系统间的耦合现象 若干个控制回路之间，可能会相互耦合，相互影响，构成多输入-多输出的相关（耦合）控制系统。 图8-13 关联严重的控制系统 尚辅网 第三节 其他新型控制系统 32 2.减少与解除耦合的途径 （1）合理匹配被控变量与操纵变量 图8-14 冷热物料混合系统 图8-15 变量关系图 尚辅网 第三节 其他新型控制系统 33 针对以上情况，变量之间的匹配可以有两种方案： 一个方案是以Fh作为操纵变量，以T作为被控变量构成温度控制系统，同时，以Fc作为操纵变量，以F作为被控变量构成流量控制系统； 另一个方案是以Fh作为操纵变量，以F作为被控变量构成流量控制系统，同时，以Fc作为操纵变量，以T作为被控变量构成温度控制系统。 图8-16 混合物料温度和流量控制系统 尚辅网 第三节 其他新型控制系统 34 （2）控制器的参数整定 在动态上设法通过控制器的参数整定，使两个控制回路的工作频率错开，两个控制器作用强弱不同。 （3）减少控制回路 （4）串接解耦控制 图8-17 双输入双输出串接解耦系统框图 尚辅网 第三节 其他新型控制系统 七、推断控制系统 35 推断控制是利用数学模型由可测信息将不可测的输出变量推算出来实现反馈控制，或将不可测扰动推算出来以实现前馈控制的控制系统。 图8-18 推断控制系统框图 尚辅网 第三节 其他新型控制系统 八、鲁棒控制 36 鲁棒控制的任务是设计一个固定控制器，使得相应的闭环系统在指定不确定性扰动作用下仍能维持预期的性能，或相应的闭环系统在保持预期的性能前提下，能允许最大的不确定性扰动。 尚辅网 37 化学工业出版社 化学工业出版社 尚辅网 化工仪表及自动化 第八章 新型控制系统 尚辅网 内容提要 自适应控制系统 变增益自适应控制 模型参考自适应控制系统 直接优化目标函数的自适应控制系统 自校正控制系统 预测控制 预测控制的基本结构 预测控制的特点及应用 1 尚辅网 内容提要 其他新型控制系统 智能控制 专家控制系统 模糊控制系统 神经元网络控制 故障检测与故障诊断 解耦控制系统 推断控制系统 鲁棒控制 2 尚辅网 第一节 自适应控制系统 3 自适应控制系统：通过测取系统的有关信息，了解对象特性的变化情况，再经过某种算法自动地改变控制器的可调参数，使系统始终运行在最佳状况下。 根据自适应控制的设计原理和结构的不同，可分四类。 一、变增益自适应控制 图8-1 变增益自适应控制 找出影响对象参数变化的辅助变量，并设计好辅助变量与最佳控制器增益的有关表格。 关键点 尚辅网 第一节 自适应控制系统 二、模型参考自适应控制系统 4 图8-2 模型参考自适应控制系统 研究的主要问题在于设计一个稳定的、具有较高性能的自适应机构的自适应算法。 尚辅网 第一节 自适应控制系统 三、直接优化目标函数的自适应控制系统 5 图8-3 直接优化目标函数的自适应控制系统 该系统选择某个指定的目标函数为 对上述目标函数求极小，可采用随机逼近法找到可调参数向量η，使系统的对象参数发生变化时，仍可运行在最佳状态。 尚辅网 第一节 自适应控制系统 四、自校正控制系统 6 图8-4 自校正控制系统 该系统在原有控制系统的基础上，增加了一个外回路。它由对象参数辨识器和控制器参数计算机构组成。 尚辅网 第二节 预测控制 一、预测控制的基本结构 7 四部分组成，预测模型、反馈校正、滚动优化和参考轨迹。 图8-5 预测控制的基本结构 尚辅网 第二节 预测控制 8 1.预测模型 具有预测功能，能够根据系统的现时刻的控制输入以及过程的历史信息，预测过程输出的未来值。 最基本的模型算法控制（MAC）采用的是系统的单位脉冲响应曲线，而动态矩阵控制（DMC）采用的是系统的阶跃响应曲线。 在预测控制中各种不同算法，采用不同类型的预测模型 预测模型具有展示过程未来动态行为的功能。 尚辅网 第二节 预测控制 9 2.反馈校正 由于对模型施加了反馈校正的过程，使预测控制具有很强的抗扰动和克服系统不确定的能力。预测控制中不仅基于模型，而且利用了反馈信息，因此预测控制是一种闭环优化控制算法。 尚辅网