工業(yè)過程魯棒PID整定及多變量預測控制研究.pdf

1、本文從工業(yè)控制的實際問題出發(fā),對PID控制器參數整定以及魯棒PID控制器參數整定進行了深入研究.為了獲得魯棒PID參數整定所需的過程模型,進行了閉環(huán)頻域模型辨識的研究.針對乙醛精制裝置實際工業(yè)過程,分析給出了基于多變量模型預測控制的控制方案并進行了應用研究.本文的主要成果及創(chuàng)新包括:1.針對常規(guī)PID控制系統(tǒng),研究了基于標稱對象的PID控制器參數整定技術,提出了一種能夠同時滿足無超調快速跟蹤和PID控制器的輸出約束的性能指標,并以該性能

2、指標為目標,采用粒子群優(yōu)化算法進行尋優(yōu),得到符合工業(yè)應用實際的最優(yōu)PID控制器參數.2.針對實際工業(yè)過程存在被控對象參數變化和干擾等不確定性因素,導致基于標稱對象的常規(guī)PID參數整定方法往往難以獲得滿意的控制效果的問題,研究了被控對象模型參數存在不確定邊界下的魯棒PID參數整定方法.提出了一種利用粒子群優(yōu)化算法在MiniMax意義下進行魯棒PID參數優(yōu)化整定的方法,保證在被控對象在模型參數域內保持一致的性能和穩(wěn)定性,在系統(tǒng)的魯棒性能和穩(wěn)

3、定性之間取得了較好的折衷.3.提出一種基于繼電反饋技術的閉環(huán)模型辨識方法,將被控對象近似為一個一階加純滯后過程,采用非對稱繼電器對被控對象進行一次繼電器激勵測試,在頻域中可以辨識到準確的模型.該方法不僅可以辨識過程模型,而且可以辨識在預測控制中使用的由DCS層的PID控制器和被控過程組成的閉環(huán)廣義對象.4.提出了乙醛精制裝置的多變量預測控制控制與優(yōu)化策略.乙醛精制裝置由脫輕組分塔與成品塔兩個精餾塔組成,由于存在耦合問題,導致該精制裝置的