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說說復(fù)雜控制的定義

2023年02月04日 12:50:34      來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量：16

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復(fù)雜控制是工程師在約束條件下，充分發(fā)揮才智，創(chuàng)造性解決控制問題產(chǎn)生的控制方案的匯總。復(fù)雜控制來源于實踐，其實反映了工程師解決多變量控制問題的思路，更像一個群英會。例如三沖量本質(zhì)上屬于前饋聯(lián)合控制，前饋控制則是和PID控制不同的控制方式，分程控制實際上仍是一個單回路PID控制，閥位控制擅長自由度處理屬于協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方案。

復(fù)雜控制是個缸，只要和單回路PID不同就往里裝。這讓我們非常困惑不能理解什么是復(fù)雜控制。基于PID的控制策略改進方案都屬于PID。但是使用新控制算法的不屬于我們說的復(fù)雜控制，例如內(nèi)模控制器，ADRC控制器，單變量MPC等等。屬于PID參數(shù)整定范疇的不屬于復(fù)雜控制，例如均勻液位控制。屬于單回路控制方案配對選擇的屬于控制設(shè)計也不是復(fù)雜控制。推斷控制也和我們定義的復(fù)雜控制無關(guān)。

是復(fù)雜控制的高級應(yīng)用，屬于前饋串級的組合控制不需要特別強調(diào)。交叉限幅屬于多變量復(fù)雜邏輯優(yōu)化的范疇也是復(fù)雜控制的高級應(yīng)用。常見的支路溫度平衡也是使用多個復(fù)雜控制組件的復(fù)雜控制高級應(yīng)用。

這些說法雖然很籠統(tǒng)全面但是都不是復(fù)雜控制的本質(zhì)。我們最近提出了一種關(guān)于復(fù)雜控制定義，這種定義利于我們理解復(fù)雜控制。

1、單回路是一切控制的基礎(chǔ)和核心，如果單回路能解決問題絕不引入其他控制策略；
2、單回路的性能不能接受可以考慮克服控制側(cè)干擾的串級控制和或克服過程側(cè)干擾的前饋控制。當(dāng)然也可以組合使用這些策略。如果還是不能滿足要求則可能是方案或者設(shè)備的問題；
3、當(dāng)涉及多變量協(xié)調(diào)時復(fù)雜控制三個分類：
①被控變量優(yōu)先級切換使用超馳控制；
②操縱變量優(yōu)先級切換的分程控制；
③操縱變量優(yōu)先級切換的閥位控制。多被控變量和多操縱變量的系統(tǒng)設(shè)計要根據(jù)變量間的關(guān)系從優(yōu)先級和自由度分析入手。常見的多變量控制系統(tǒng)的方案都是基于分程/閥位+超馳控制。如果不存在MV飽和或者本質(zhì)是SIMO/MISO的系統(tǒng)可能只需要被控變量或者操縱變量的優(yōu)先級切換算法。

適用于直接到多個最終控制元件，并按固定順序使用的多操縱變量場合。優(yōu)先使用分程控制解決多操縱變量協(xié)調(diào)問題，如果涉及狀態(tài)串級、快速性和經(jīng)濟性的不同等就需要使用閥位控制來解決多操縱變量協(xié)調(diào)。一般來說閥位控制的速度要慢一些更側(cè)重優(yōu)化。

復(fù)雜控制

復(fù)雜控制方案設(shè)計原則
復(fù)雜控制=單回路變結(jié)構(gòu)改進+多回路協(xié)調(diào)優(yōu)化
基礎(chǔ)組件：PID、串級、前饋
邏輯工具：超馳、分程、閥位
1、控制目標
2、模型關(guān)系
3、變量配對
4、優(yōu)先級
5、自由度分析



作者：馮少輝博士(現(xiàn)從事*控制工作，有一線十幾年工作經(jīng)歷，真正理論聯(lián)系實際的過程控制專家)


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