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分散自适应控制及其在热工控制中的应用

作　者: 马明达
导　师: 金慰刚
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 互联分散控制自适应控制 PID控制器非凸优化解耦网络相角裕度幅值裕度临界点自整定继电器反馈极限环
分类号: TP273.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

大多数工业过程是多输入多输出系统。尽管多变量控制器有闭环控制性能的优势，分散控制器由于其结构简单、设计方便、容错性好而得到了广泛的应用。本文提出了两种分散PID控制器的设计方法。一种是将Astrom提出的基于非凸优化的PID控制器的设计应用到多变量控制系统。该方法的新颖之处在于引入相互关联系数，注重单环性能与相互关联之间的平衡。但本方法需要精确的数学模型。另一种方法为继电器分散自整定控制器的设计。给出了理想临界点的定义，并根据该点进行控制器的设计。该方法无须已知过程模型。此外，还讨论了多变量系统的特性和相互关联。本文所提出的两种方法均给出了多个仿真实例，以典型的化工过程、热工过程的双输入双输出系统验证了方法的有效性。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
第一章绪论  7-12
  1．1 分散控制的发展与应用  7-8
  1．2 分散控制需解决的问题  8
  1．3 现存方法的研究  8-10
  1．4 本文的主要工作  10-12
第二章多变量系统的特性与互联分析  12-23
  2．1 多变量系统的特性  12-14
    2．1．1 互联和解耦  13
    2．1．2 模型不确定性和鲁棒性  13-14
    2．1．3 控制部件的有效和完整性  14
  2．2 互联分析  14-23
    2．2．1 稳态相对增益阵列（RGA  14-19
    2．2．2 基于开环阶跃响应的动态平均相对增益阵列  19-20
    2．2．3 对角优势  20-23
第三章基本控制器的设计  23-36
  3．1 基于非凸优化的PI控制器设计  23-30
    3．1．1 预备知识  23-24
    3．1．2 设计参数  24-25
    3．1．3 优化问题  25-28
    3．1．4 设定值加权  28
    3．1．5 设计步骤  28-29
    3．1．6 仿真实例  29-30
  3．2 继电器反馈自整定控制器设计  30-36
    3．2．1 继电器反馈自整定的基本原理  30-32
    3．2．2 产生极限振荡的条件  32-33
    3．2．3 基于相角和幅值裕度的控制器的设计  33-35
    3．2．4 仿真实例  35-36
第四章 TITO系统的解耦PI控制器的设计  36-48
  4．1 静态解耦器的设计  37-39
  4．2 相互作用系数  39-40
  4．3 分散控制器的设计  40-41
  4．4 设计步骤  41
  4．5 仿真实例  41-48
第五章 TITO系统的继电器分散自整定控制  48-59
  5．1 预备知识  48-50
  5．2 稳态增益的确定  50-51
  5．3 DCP的辨识  51-52
  5．4 自整定控制器的设计  52-53
  5．5 仿真实例  53-59
第六章结论与展望  59-61
参考文献  61-64
致谢  64

分散自适应控制及其在热工控制中的应用

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