基于组合积分控制系统的参数优化与性能评估

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1、学校代码：10255学号：2161278基于组合积分控制系统的参数优化与性能评估PARAMETEROPTIMIZATIONANDPERFORMANCEASSESSMENTBASEDONCOMBINEDINTEGRATINGCONTROLSYSTEM学科专业：电气工程论文作者：郑浩指导老师：任正云答辩日期：2018年5月25日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果

2、的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日基于组合积分控制系统的参数优化与

3、性能评估基于组合积分控制系统的性能评估和参数优化摘要在烟草、石油、化工等实际的流程工业过程中，广泛存在着一类由多个积分时滞环节组合而成的组合积分过程对象。针对该类对象往往是将其近似为低阶时滞过程并应用常见的控制算法对其进行控制，虽然其控制效果能够满足部分工业生产的要求，但由于近似后过程对象结构已经发生改变，很难进一步提升其控制效果。目前，已有学者针对几种不同结构的组合积分过程，根据其结构特点设计并提出了对应的组合积分控制器，并在实际的工业过程中取得良好的效果。在实际的工业控制回路中，由于设备老化、运行环境改变等因素会使得被控对象参数发生改变，从而导致

4、控制器失配和控制系统不稳定等问题。因而，针对组合积分控制系统提出和制定一套较为完善的控制器性能评价准则和优化策略是非常有必要的。目前，对于控制器性能的评价和优化策略，已经提出了一些方案，并成功应用于实际生产过程中，保障了整个控制系统的稳定运行，为生产企业带来了直接的经济效益。本文主要工作内容如下：（1）结合组合积分系统的定义以及其结构特点。提出设计了组合积分控制算法，并与其它常用的的控制算法进行仿真比较，验证了其良好的控制效果。利用组合积分过程良好的开环特性针对一般的低阶时滞过程设计了其组合积分控制器。（2）引入最小二乘参数估计法，针对不同结构的组合

5、积分过程对其进行仿真实验，分析其过程滞时间与时间常数之间的。制定了“脉I基于组合积分控制系统的参数优化与性能评估冲响应测试”与“最小二乘估计”相结合的组合积分过程参数辨识策略。并通过仿真实验验证了其有效性。（3）针对组合积分控制系统提出了将绝对误差积分性能分析与鲁棒性能分析相结合的控制系统性能评价准则。分别针对一阶、二阶时滞组合积分过程进行了绝对误差性能指标的分析和准则定义。并通过对组合积分控制系统的开环传递函数进行频域分析，得到了其鲁棒性变化的无量纲曲线，以该变化曲线为基础为组合积分控制器可调参数的整定准则进行了制定。（4）将组合积分过程参数辨识策

6、略、组合积分控制系统绝对误差性能指标准则以及其鲁棒性能指标曲线相结合，针对组合积分控制系统设计制定了包括控制器性能评价、过程参数估计、基准组合积分控制器设计、控制性能优化的性能评价和优化策略。并结合实际的组合积分对象，以该策略为准则，在Matlab/Simulink平台对其进行了仿真实验，验证了该策略能够使得组合积分控制系统的性能进行有效的监测和优化。关键词：组合积分系统；递推最小二乘估计；组合积分控制器；绝对误差积分(IAE)；鲁棒性能II基于组合积分控制系统的参数优化与性能评估PARAMETEROPTIMIZATIONANDPERFORMANCE

7、ASSESSMENTBASEDONCOMBINEDINTEGRATINGCONTROLSYSTEMABATRACTIntheprocessindustries,suchastobacco,petroleum,chemicalengineering,etc.,thereisawiderangeofcombinedintegratingprocessesthatarecomposedofmultipleintegraltime-delayprocess.Atpresent,theseprocessesareoftenapproximatedaslow-o

8、rderplusdeadtimeprocessesandcontrolledbycommoncontrola