过程控制工程

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1、过程控制理论在现代工业中的应用孙威（专业：机电一体化学号：20911P29）摘要：本文介绍了过程控制理论的基本定义，阐述了过程控制理论的重要实用意义及发展的方向与趋势；同时概括性的说明了现代工业发展的环境与挑战，以及把过程控制理论应用在现代工业生产中的重大意义。关键词：过程控制工程、现代控制理论、工业生产、智能控制Abstract:thispaperintroducesthebasicdefinitionprocesscontroltheory,thispaperexpoundstheimport

2、antpracticalprocesscontroltheoryofmeaningandthedevelopmentdirectionandtrend;Meanwhilesynopticallyillustratesthemodernindustrialdevelopmentenvironmentandchallenges,aswellastheprocesscontroltheoryappliedinthesignificanceofmodernindustrialproduction.Keyw

3、ords:processcontrolengineering,moderncontroltheory,industrialproductionandintelligentcontrol引言工业的范围扳广，过程控制是其中一个重要分支，主要针对六大参数，即温度、压力、流量、液位(或物位)、成分和物性等参数的控制问题，它能覆盖许多工业部门，如石艟、化工、电力、蒲金、轻工、纺织等，因而过程控制在国民经济中占相当重要的地位。特别是随着生产过程向着大型化、连续化的方向发展，大中型过程控制工程越来越受到国家和企

4、业的重视。随着现代控制技术、计算机技术等的不断发展．过程控制E程已被赋予了新的内涵，概括地讲，过程控制工程是一个为满足大中型工业生产和日益复杂的过程拄制要求，从综合自动化的角度出发，按功能分散、集中管理的原则构思，具有高度可靠性指标，以计算机相关技术为核心的，与数据通汛技术、CRT显示、人机接口技术、输入输出接口技术等相结合的，用于生产管理、数据采集和各种过程控制的处于新技术前沿的新型过程控制工程。1、现代控制理论建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理

5、论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的，用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、

6、生产过程等方面得到广泛的应用。现代控制理论的某些概念和方法，还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。2、现代控制理论发展过程现代控制理论是在20世纪50年代中期迅速兴起的空间技术的推动下发展起来的。空间技术的发展迫切要求建立新的控制原理，以解决诸如把宇宙火箭和人造卫星用最少燃料或最短时间准确地发射到预定轨道一类的控制问题。这类控制问题十分复杂，采用经典控制理论难以解决。1958年，苏联科学家Л.С.庞特里亚金提出了名为极大值原理的综合控制系统的新方法。在这之前,美国学者R.贝尔

7、曼于1954年创立了动态规划,并在1956年应用于控制过程。他们的研究成果解决了空间技术中出现的复杂控制问题，并开拓了控制理论中最优控制理论这一新的领域。1960～1961年，美国学者R.E.卡尔曼和R.S.布什建立了卡尔曼-布什滤波理论,因而有可能有效地考虑控制问题中所存在的随机噪声的影响，把控制理论的研究范围扩大，包括了更为复杂的控制问题。几乎在同一时期内，贝尔曼、卡尔曼等人把状态空间法系统地引入控制理论中。状态空间法对揭示和认识控制系统的许多重要特性具有关键的作用。其中能控性和能观测性尤为重

8、要，成为控制理论两个最基本的概念。到60年代初，一套以状态空间法、极大值原理、动态规划、卡尔曼-布什滤波为基础的分析和设计控制系统的新的原理和方法已经确立，这标志着现代控制理论的形成。3、现代控制理论的发展趋势1）智能控制(IntelligentControl)　智能控制是人工智能和自动控制的结合物,是一类无需人的干预就能够独立地驱动智能机器,实现其目标的自动控制。智能控制的注意力并不放在对数学公式的表达、计算和处理上,而放在对任务和模型的描述,符号和环境的识别以及知识库和推理机的