實(shí)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(píng)論次瀏覽分類(lèi)：過(guò)程控制文章地址：http://www.gongniukeji.com/tech/5118.html

搞自控理論的喜歡研究控制算法。文無(wú)第一文無(wú)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(shí)域分析是常用方法。一般的結(jié)論都是自說(shuō)自話(huà)。為什么呢？1.如果都是線(xiàn)性控制器其實(shí)都只適用一部分被控對(duì)象；2.控制是實(shí)時(shí)的在穩(wěn)定和約束的前提下進(jìn)行魯棒和最優(yōu)的折中。目標(biāo)和關(guān)注點(diǎn)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(jìn)但是這些改進(jìn)都是基于PID進(jìn)行的。例如不完全微分、比例微分先行、抗積分飽和、變?cè)鲆妗勺杂啥取?，雖然工程師就是為了解決實(shí)際問(wèn)題，可能并不一定知道這些改進(jìn)賦予了PID現(xiàn)代控制理論的很多特性。實(shí)戰(zhàn)專(zhuān)家沒(méi)有很多理論支持根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)發(fā)了很多PID整定的方法，可惜大部分都只是提出了一個(gè)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?yàn)楣I(yè)界必須玩真的，工業(yè)界不可能只通過(guò)仿真或者理論分析就證明自己方法的有效性。在一個(gè)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(yán)格意義上真實(shí)的控制系統(tǒng)的非線(xiàn)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(diǎn)的脫節(jié)導(dǎo)致了理論和實(shí)踐的鴻溝，而且雙方好像也沒(méi)有填平鴻溝的強(qiáng)烈意愿！

其實(shí)工業(yè)界所謂的最優(yōu)控制性能很簡(jiǎn)單：滿(mǎn)足控制要求即可。使用有限的手段滿(mǎn)足控制要求又盡量少的影響相關(guān)過(guò)程是追求的實(shí)際控制性能。使用PID的改進(jìn)算法和控制結(jié)構(gòu)改進(jìn)是常用的提升控制性能的方法，有時(shí)候重新選擇變量也會(huì)使用，實(shí)在沒(méi)有辦法了會(huì)進(jìn)行工藝設(shè)備的改進(jìn)。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(shí)際情況是：現(xiàn)場(chǎng)條件受限、變量耦合而控制要求太高造成控制性能不能滿(mǎn)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(jìn)；3.多變量控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。實(shí)際工作中這三步的重要性是反著來(lái)的。
對(duì)控制問(wèn)題本質(zhì)的深刻理解是核心和關(guān)鍵。有規(guī)律的波動(dòng)和人工干預(yù)是裝置存在過(guò)程控制提升機(jī)會(huì)的主要表現(xiàn)。

我們常常連什么是最優(yōu)控制性能都沒(méi)有確定，你說(shuō)大家溝通起來(lái)豈不是效率奇低。新控制算法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)意義不大，在控制方案設(shè)計(jì)上下一點(diǎn)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。可能是工程問(wèn)題也可能是不夠理解而不重視。

“我研究的總體目標(biāo)是開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單而嚴(yán)格的方法來(lái)解決具有工程意義的問(wèn)題”,“APC不是萬(wàn)能的，沒(méi)有BPC和ARC是萬(wàn)萬(wàn)不能的?！?br />