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1、化工自动化及仪表第卷命护一一一过一程控一制‘一一一一,一模式识别法参数自整定清华大学自动化系万起光徐用悉。,本文研究了用模式识别法进行参数自整定分析确定了一类模式的状态变量利用这组变量获,。仿真结,这是一种简单实取过程模型从而可以利用离线优化得到的各种整定规则进行白整定果表明。用的自整定方法、,。一引言而将控制器整定好是为在线寻优离线优,传统的算法至今仍为过程控制所广化则是根据给定的性能准则预先求出过程。,泛采用这主要因为它对大多数过程都具有特性与最优控制器之间的函数关系即所谓,,,,较好的控制效果和适应性同时也因为其整定规则在线求得过程特性后根据这个
2、。原理简明以及应用经验的丰富随着计算机简单的函数关系即可算出参数的整定,。在过程控制中的应用日益普及计算机数字值整定规则一般需要通过大量的仿真及寻。,,。,已十分常见但是控制器的参数优利用回归分析方法拟合而得显然在。,整定仍然没有实现自动化或计算机化人工线寻优占用计算机时间较多但可根据所得,,,参数整定需要熟练的技巧十分费时而且的过程特性求出较准的优化系数而利以保证,还由于无法利用科学的性能准则而难用整定规则速度快但规则拟合时有一定误。,。。,控制的效果因此参数自整定具有重差因而需要在两者之间权衡选择通常。。要的应用价值参数自整定都采取整定规则的方式这
3、,,。实现参数的自动整定还可以在过样在线的计算量主要在过程特性的获取、程特性发生变化以后使控制器参数随之作相二模式识别法,上述的应的变化即使控制器具有一定的自适过程特性一般都用过程模型来表。,应控制能力现代控制理论所提出的自校正达因而过程特性的获取实际上是过程模型,。,控制的目标也正在于此但由于其自身的原辩识间题原则上讲已有的辩识技术都可,“”。因也需要采用间歇在线的方法来减弱用来进行过程模型辩识但整定是闭环,。,本质非线性保证稳定性和收敛性〔〕这辩识问题要求对闭环系统的扰动尽可能,种方法与自整定的方法有许多共同之小辩识的方法更简化可以准确度为代。,。
4、〔〕处因此研究自整定间题还具有相当价如文献用模型输出与过程输出的。,〔相关系数得到模型参数文献”〕引入继电的学术意义,参数自整定一般包括两个内容一器非线性求得闭环系统的临界振荡幅值和周,。。,是过程特性的获取二是控制器参数的优期但模型辩识方法并非尽如人意首先。,,化一般说来需要在线获取过程的特性辩识需要的激励会对闭环系统构成一定的扰。,,而控制器参数优化则在线离线均可在获得动其次模型与实际过程的符合程度以及,,模型参数的辨识精度会对参数整定产过程特性以后根据给定的系统性能准则生影响,。,,可以利用寻优技术求出最优控制器参数从并最终影响控制效果认为第期化
5、工自动化及仪表、,。现代控制理论未能解决过程控制中的高阶种整定方法速度快占用内存少它的另一,,非线性以及大迟延等问题欲辨识的参数越个优点是很容易与人工整定的经验融合构,。。多辨识就会对数据越敏感他提出模式识成专家系统王。。〔,。,,〕,、别法,三基于模式识别的参数自整定,试图避开过程模型间题用闭环系统响应波本节介绍作者在基于模式识别的整形。上一组足以表征过程特性而数目又尽可能定方面的工作“”,以此为依据,少的特征量作为状态变量我们研究最常见的一类模式即阶跃输。设计通用的自整定方法入下控制的闭环系统的衰减振荡响应图,、,用模式识别法进行参数整定需要进行图
6、通过仿真实验确定了三个能较。,。下面几方面的工作首先将闭环系统在一好表达这一模式的特征量图在假定,,定输入下的响应波形视为模式根据一定的实际过程为一阶惯性加纯时滞的情况下还,准则分为几类例如分为欠阻尼振荡和过阻导出了这组特征量与闭环系统参数之何的关,。,尼振荡两种模式其次确定每个模式的特征系最后利用非线性规划中的可变容差法,“”,,量即状态变量第三确定理想模式和一种频域估计方法并用回归分析的方法,“”下状态变量的值建立模式的状态变量求出了设定值扰动下的准则最优的控。表达关系这需要大量的理论和仿真工作制器参数与一阶惯性加迟延过程参数之间的,。在完成上述工
7、作以后在线的整定即进关系,行模式识别依据理想模式的状态变量值与化·〔,州刃口扁实测的模式状态变量值之间的差别对参。,数作自适应调整不难看出大量的是离线,,,图闭环控制系统研制工作在线计算工作量很小因此这一月。一州、一山勺、‘图闭环响应及特征量,延闭环系统图俊定值阶跃扰动下的即使把过程模型简化为一阶惯性加迟误差也是一个十分复杂的函数么忿〔,日一。一寸日〕了以艺二丈丫““一““丫命〔日〕丫〔交一日〕其中阶跃扰动幅度日·丫二化工自动化及仪表第卷一、二召坏己峪你呼矛一一并且、。“一一人气丁沼,。一玄‘一丁产为一阶近似从式解析得到过程参数几乎是不。念可能的因此我
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