實現(xiàn)工業(yè)界最優(yōu)控制性能的解決方法

2023/10/16 0:02:19 人評論次瀏覽分類：過程控制文章地址：http://prosperiteweb.com/tech/5118.html

搞自控理論的喜歡研究控制算法。文無第一文無第二，既然有算法總要比試比試，閉環(huán)系統(tǒng)的頻域分析和時域分析是常用方法。一般的結(jié)論都是自說自話。為什么呢？1.如果都是線性控制器其實都只適用一部分被控對象；2.控制是實時的在穩(wěn)定和約束的前提下進行魯棒和最優(yōu)的折中。目標和關(guān)注點不同控制器結(jié)構(gòu)和參數(shù)就有所不同。

工業(yè)界也做算法改進但是這些改進都是基于PID進行的。例如不完全微分、比例微分先行、抗積分飽和、變增益、兩自由度…，雖然工程師就是為了解決實際問題，可能并不一定知道這些改進賦予了PID現(xiàn)代控制理論的很多特性。實戰(zhàn)專家沒有很多理論支持根據(jù)實際情況開發(fā)了很多PID整定的方法，可惜大部分都只是提出了一個方法而已！

工業(yè)界的所謂最優(yōu)控制性能和理論研究顯著不同。為什么呢？這是因為工業(yè)界必須玩真的，工業(yè)界不可能只通過仿真或者理論分析就證明自己方法的有效性。在一個人造的物理系統(tǒng)，必須要考慮在操縱變量的操作幅度和頻率都受限情況下的控制性能。嚴格意義上真實的控制系統(tǒng)的非線性不可避免，模型失配是常態(tài)。很多新算法都是紙面的性能，關(guān)注點的脫節(jié)導(dǎo)致了理論和實踐的鴻溝，而且雙方好像也沒有填平鴻溝的強烈意愿！

其實工業(yè)界所謂的最優(yōu)控制性能很簡單：滿足控制要求即可。使用有限的手段滿足控制要求又盡量少的影響相關(guān)過程是追求的實際控制性能。使用PID的改進算法和控制結(jié)構(gòu)改進是常用的提升控制性能的方法，有時候重新選擇變量也會使用，實在沒有辦法了會進行工藝設(shè)備的改進。新的控制算法不是工程師工具箱里的工具。

如此低的控制性能要求也做不到嗎？恰恰相反實際情況是：現(xiàn)場條件受限、變量耦合而控制要求太高造成控制性能不能滿足要求，甚至不能自控。解決的辦法：1.Lambda整定單回路；2.控制回路的結(jié)構(gòu)改進；3.多變量控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計。實際工作中這三步的重要性是反著來的。
對控制問題本質(zhì)的深刻理解是核心和關(guān)鍵。有規(guī)律的波動和人工干預(yù)是裝置存在過程控制提升機會的主要表現(xiàn)。

我們常常連什么是最優(yōu)控制性能都沒有確定，你說大家溝通起來豈不是效率奇低。新控制算法對現(xiàn)場意義不大，在控制方案設(shè)計上下一點功夫是很有意義的，可惜追隨Skogestad教授從事這方面研究的人不多?？赡苁枪こ虇栴}也可能是不夠理解而不重視。

“我研究的總體目標是開發(fā)簡單而嚴格的方法來解決具有工程意義的問題”,“APC不是萬能的，沒有BPC和ARC是萬萬不能的。”