基于H∞最优灵敏度的串级控制研究与应用.pdf

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1、第52卷第1期石油化工自动化Vo1．52，No．12016年2月AUTOMAT10NINPETRo—CHEMICALINDUSTRYFebruary，2016基于H∞最优灵敏度的串级控制研究与应用岳婷婷，石红瑞，曹南(东华大学信息科学与技术学院，上海201620)摘要：串级控制系统中，副回路采用内模控制器，可以快速、有效地消除二次干扰；主回路以最优灵敏度为设计指标，由H。。最优控制理论得到主控制器整定参数，并简化为标准的串级控制结构。将所设计的整定方法通过嵌入WinCC全局脚本文件，使用S7—300PLC作为控制器，应

2、用于“THJFCS一1型现场总线过程控制系统实验装置”，对双容水箱的液位进行控制。实验结果表明：运用该算法有较快的响应速度，超调量较小，对设定值的跟踪表现也符合要求。关键词：内模控制最优灵敏度串级控制系统神经网络中图分类号：TP273文献标志码：B文章编号：1007—7324(2016)01—0035—03StudyandApplicationofCascadeControlBasedonIi。oInfinityOptimalSensitivityYueTingting，ShiHongrui，CaoNan(Colleg

3、eofInformationScienceandTechnology，DonghuaUniversity，Shanghai，201620，China)Abstracts：Quadricdisturbancecanbeeliminatedeffectivelyandrapidlybyusinginnermode1controllerinsecondaryloopinthedesignedcascadecontrolsystem．Minimumsensitivityisusedasthedesignobjectiveinp

4、rimaryloop．RegulatingparametersofprimarycontrollercanbeobtainedbyH。。optimalcontro1theory，andissimplifiedintostandardcascadecontrolstructure．TheproposedregulatingmethodisappliedtoTHJFCS-1fieldbussystemprocesscontrolexperimentaldevicetocontroltheliquidlevelofdoubl

5、e-holdingwithembeddedintogloba1scriptofWinCCandusingS7—300PLCascontroller．Theexperimentalresultsshowfasterresponsespeedandsmallerovershootcanbeobtainedbyusingthisalgorithm．Thesetpointtrackingperformancealsomeetstherequirement．Keywords：interna1modelcontrol；Hinfin

6、ityoptimalsensitivity；cascadecontro1system；ne．uralnetworks在过程控制的发展过程中，前馈反馈控制、自结构串级控制系统，从设定值跟综、负载扰动抑制适应控制、Smith预估器、神经网络控制、多变解耦和系统鲁棒性三个系统指标进行设计。设计的串控制以及串级控制等都是比较可行的能够满足生级控制系统如图1所示。产要求的高级过程控制系统[1]。其中串级控制系统由于能有效地解决延迟时间较长、扰动变化剧烈以及非线性系统的控制问题而得到广泛的应用。串级控制系统由2个回路组成，可以快速

7、消除二次干扰的内部副回路，用来完成“粗调”的任务；图1串级控制系统示意可以改善输出效果的外部主回路，在控制过程中起注：C1——主回路控制器；CI^——副回路内模控制器着“细调”的作用，以确保最终的输出值达到预期的P1，P2——主、副控对象；D1，D2——主、副回路要求。对串级控制的参数整定以及改进已经成为上的干扰；P2——P2的模型国内外控制领域研究的热点。很多研究人员将先1控制器的设计进的控制算法与串级控制结构相结合，可以有效地假设P和P均是实际过程控制中出现的最提高系统的性能和鲁棒性。文献[2]提出了一种三自由度的

8、串级控制设计稿件收到日期：2015—09-13，修改稿收到日期：2015一10—22。结构，若要实现则需在原有标准串级结构上增加额作者简介：岳婷婷(1992一)，女，东华大学控制科学与工程专业在外硬件开销，笔者在此基础上提出：可以化为标准读硕士研究生，主要从事过程控制方面的研究。石油化工自动化第52卷为广泛的具有时间延迟的一阶系统