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第五篇 高等过程控制系统（Advanced Control System）;§12－1 推理控制的组成 一.概述 1.问题的提出 被控变量与干扰量均不可测的场合 2.解决思路 寻找二次输出量ys的方法 二次输出变量：可以控制 与主要被控量有线性单调关系 能反映干扰的作用;R(s);二.推理控制系统的组成 与图12.1相似，但是将Gc(s)记为G(s)；?R=0， ?D?0;;Gp(s);;;三、推理控制器的设计;四、模型误差对系统性能的影响 1、扰动通道模型存在误差;2、控制通道模型存在误差;;3、推理－反馈控制系统;;第十三章 预测控制 (Predictive Control);;;;§13-2 预测控制的基本原理;叠加原理;u(k-N);2.预测模型 式（13－2）得到了预测p步的模型输出值，但是如果模型有失配时，预测会越来越远，因而采用反馈校正技术，得到预测模型yp，又称闭环模型;二.参考轨迹 希望输出按一条事先规定的曲线逐渐达到设定值ysp的那条曲线称之为参考轨迹，一般常采用一阶滤波形式：;(3)计算控制输出的公式为：;2.控制器输出之计算;上述两种计算方法的物理概念是： 控制结果在采样时刻被控变量只能在最小二乘意义下跟踪参考轨迹。 说明：滚动优化是相对最优控制而言，所谓滚动优化是 每个采样周期计算一次?u2(k+1)，然后输出其中第一个 值?u(k)，下一个采样周期再计算一次，输出一次，周而复始滚动执行－实质上是考虑了实际控制过程中各种 不确定性，如模型的失配，系统的干扰均以（y(k)- ym(k)）的形式反馈校正，再进行优化，虽非最优，但达到实际上的最优。;§13－3 （不讲）;系统的稳定性只需要验证其特征方程是否有单位圆以外的根，假设模型准确，则上式简化为：;;小结： 1.预测控制特点： （1）建模简单易行； （2）可提前p步预测系统的输出，因而提供了大量冗余的信息，使得系统有很强的鲁棒性 （3）反馈校正，滚动优化达到实际上的最优。 2.单变量预测控制可十分方便地推广到多变量预测控制（参见§13－5应用举例）。;测验4;几种控制系统的比较;一个实际的预测控制系统例子;;常压塔实施先进控制与在线优化实例;卡边生产示意图;先进控制器实施现场曲线;;;多变量预测控制;;二.对象动态特性 1.简单对象动态特性。一???，二阶的推导 2.动态特性特点：4个特点 3.建模： (1) 机理建模? 平衡方程或运动方程 简化 增益方程 数学模型 (2) 实验建模? 建模条件 数据处理 (3) 分布式参数建模;第二章 PID控制及其控制过程 一.概念 形成负反馈系统的原则及方法 －安全原则选择阀门 －选择调节器正反作用保证负反馈 二.调节器的作用;第三章 系统的整定 一.整定要求 二.理论计算方法 1.稳定边界法：;第四章 调节阀 一.气动调节阀的结构 二.流量参数 1.定义及物理意义 2.不同相的物质有不同计算公式 3.阻塞流的概念及修正公式 4.以流量系数选取阀门 三.结构特性与流量特性;第二篇 复杂控制系统 第五章 串级控制与比值控制系统 一.串级控制的概念 来由及结构 二.串级系统的特点 1.有效克服二次干扰－－副回路很快，可看成是理想随动系统 2.改善动态特性 3.有一定自适应能力 三.串级系统设计 1.副回路设计 2.主副回路频率选择：Td1?（3－10）Td2 四.串级系统整定，两种方法 五.比值控制 K=Q1/ Q2 比值系数之设计;第六章 补偿原理提高系统控制品质 一.前馈控制 1.前馈的物理概念 2.静态前馈设计，调整及优缺点 3.动态前馈的设计，简单动态前馈及其整定 4.前馈反馈复合系统分析(后图） 二.大纯迟延系统 1.问题分析 2.史密斯补偿器原理、特点、存在问题 3.改进方案 三.非线性增益控制 1.问题分析 2.三种补偿方法;第七章 解耦控制 一.相对增益 1.概念、定义(见图) 2.求取方法 3.相对增益的分析 二.变量匹配与调节器整定 1.变量匹配原则 2.参数整定 3.动态耦合的影响 三.解耦系统设计－－三种方法;四.实现解耦系统的几个问题 1.稳定性分析 2.部分解耦 物理意义 解耦后的相对增益? ijd ? ijd的定义，求取方法及分析部分解耦的效果 3.解耦器之简化;第五篇 高等过程控制系统 第十二章 推理控制系统 组成，特点，缺点 第十三章 预测控制系统 基本原理，几个问题