工業(yè)過程魯棒PID整定及多變量預(yù)測控制研究.pdf

1、本文從工業(yè)控制的實(shí)際問題出發(fā),對PID控制器參數(shù)整定以及魯棒PID控制器參數(shù)整定進(jìn)行了深入研究.為了獲得魯棒PID參數(shù)整定所需的過程模型,進(jìn)行了閉環(huán)頻域模型辨識的研究.針對乙醛精制裝置實(shí)際工業(yè)過程,分析給出了基于多變量模型預(yù)測控制的控制方案并進(jìn)行了應(yīng)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(biāo)稱對象的PID控制器參數(shù)整定技術(shù),提出了一種能夠同時(shí)滿足無超調(diào)快速跟蹤和PID控制器的輸出約束的性能指標(biāo),并以該性能

2、指標(biāo)為目標(biāo),采用粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行尋優(yōu),得到符合工業(yè)應(yīng)用實(shí)際的最優(yōu)PID控制器參數(shù).2.針對實(shí)際工業(yè)過程存在被控對象參數(shù)變化和干擾等不確定性因素,導(dǎo)致基于標(biāo)稱對象的常規(guī)PID參數(shù)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(shù)存在不確定邊界下的魯棒PID參數(shù)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(jìn)行魯棒PID參數(shù)優(yōu)化整定的方法,保證在被控對象在模型參數(shù)域內(nèi)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(shù)的閉環(huán)模型辨識方法,將被控對象近似為一個(gè)一階加純滯后過程,采用非對稱繼電器對被控對象進(jìn)行一次繼電器激勵(lì)測試,在頻域中可以辨識到準(zhǔn)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(yù)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(yù)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(gè)精餾塔組成,由于存在耦合問題,導(dǎo)致該精制裝置的