純滯后過(guò)程控制課件

純滯后過(guò)程控制xxx浙江大學(xué)控制系1謝謝觀賞2019-6-30純滯后過(guò)程控制xxx1謝謝觀賞2019-6-30主要內(nèi)容問(wèn)題引出Smith補(bǔ)償器改進(jìn)Smith補(bǔ)償器內(nèi)?？刂频慕Y(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)模控制器內(nèi)?？刂品抡?謝謝觀賞2019-6-30主要內(nèi)容問(wèn)題引出2謝謝觀賞2019-6-30常規(guī)PID控制系統(tǒng)case1：case2：比例積分控制器會(huì)發(fā)生什么情況？3謝謝觀賞2019-6-30常規(guī)PID控制系統(tǒng)case1：case2：比例積分控制器常規(guī)PID控制仿真case1：case2：怎么辦？4謝謝觀賞2019-6-30常規(guī)PID控制仿真case1：case2：怎么辦？4謝謝觀賞主要內(nèi)容問(wèn)題引出Smith純滯后補(bǔ)償器改進(jìn)Smith補(bǔ)償器內(nèi)?？刂频慕Y(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)?？刂破鲀?nèi)?？刂品抡?謝謝觀賞2019-6-30主要內(nèi)容問(wèn)題引出5謝謝觀賞2019-6-30Smith預(yù)估控制器＋＋＋－＋＋＋－6謝謝觀賞2019-6-30Smith預(yù)估控制器＋＋＋－＋＋＋－6謝謝觀賞2019-6-Smith預(yù)估補(bǔ)償原理關(guān)鍵是內(nèi)部模型！＋＋＋－+++++-7謝謝觀賞2019-6-30Smith預(yù)估補(bǔ)償原理關(guān)鍵是內(nèi)部模型?。?++++-7Smith預(yù)估補(bǔ)償原理+++++-8謝謝觀賞2019-6-30Smith預(yù)估補(bǔ)償原理+++++-8謝謝觀賞2019-6-3Smith預(yù)估補(bǔ)償器+++++-9謝謝觀賞2019-6-30Smith預(yù)估補(bǔ)償器+++++-9謝謝觀賞2019-6-30Smith預(yù)估控制器++-++-++PID控制器10謝謝觀賞2019-6-30Smith預(yù)估控制器++-++-++PID控制器10謝謝觀賞單回路與Smith控制的對(duì)比仿真11謝謝觀賞2019-6-30單回路與Smith控制的對(duì)比仿真11謝謝觀賞2019-6-3仿真：模型一致的情況Kc=1.1Ti=20Kc=10Ti=1單回路PIDSmith預(yù)估12謝謝觀賞2019-6-30仿真：模型一致的情況Kc=1.1Kc=10單回路PIDS對(duì)比仿真（續(xù)）13謝謝觀賞2019-6-30對(duì)比仿真（續(xù)）13謝謝觀賞2019-6-30仿真：模型不一致的情況模型無(wú)偏差模型有偏差14謝謝觀賞2019-6-30仿真：模型不一致的情況模型無(wú)偏差模型有偏差14謝謝觀賞201主要內(nèi)容問(wèn)題引出Smith純滯后補(bǔ)償器改進(jìn)Smith補(bǔ)償器內(nèi)?？刂频慕Y(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)模控制器內(nèi)?？刂品抡?5謝謝觀賞2019-6-30主要內(nèi)容問(wèn)題引出15謝謝觀賞2019-6-30改進(jìn)的Smith預(yù)估控制器+++++-理想Smith預(yù)估器改進(jìn)Smith預(yù)估器16謝謝觀賞2019-6-30改進(jìn)的Smith預(yù)估控制器+++++-理想Smith預(yù)估器改主要內(nèi)容問(wèn)題引出Smith純滯后補(bǔ)償器改進(jìn)Smith補(bǔ)償器內(nèi)模控制的結(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)?？刂破鲀?nèi)?？刂品抡?7謝謝觀賞2019-6-30主要內(nèi)容問(wèn)題引出17謝謝觀賞2019-6-30基本內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)內(nèi)模控制器不是PID控制器

如何構(gòu)成的？18謝謝觀賞2019-6-30基本內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)內(nèi)?？刂破鞑皇荘ID控制器內(nèi)模控制器情況I：[R(s)=0,D(s)=幅值為1的階躍干擾]19謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂破髑闆rI：[R(s)=0,D(s)=幅值內(nèi)模控制器情況II：[D(s)=0,R(s)≠0]20謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂破髑闆rII：[D(s)=0,R(s)≠0內(nèi)模控制的閉環(huán)傳遞函數(shù)由基本的內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)圖，可得：21謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂频拈]環(huán)傳遞函數(shù)由基本的內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)圖，可得：21謝謝主要內(nèi)容問(wèn)題引出Smith純滯后補(bǔ)償器改進(jìn)Smith補(bǔ)償器內(nèi)?？刂频慕Y(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)?？刂破鲀?nèi)?？刂品抡?2謝謝觀賞2019-6-30主要內(nèi)容問(wèn)題引出22謝謝觀賞2019-6-30實(shí)際內(nèi)模控制器控制器是內(nèi)模的逆！是否可以實(shí)現(xiàn)？純超前環(huán)節(jié)分子階次比分母高結(jié)論：理想控制器不可實(shí)現(xiàn)！23謝謝觀賞2019-6-30實(shí)際內(nèi)?？刂破骺刂破魇莾?nèi)模的逆！純超前環(huán)節(jié)分子階次比分母高結(jié)實(shí)際內(nèi)?？刂破骺刂破魇莾?nèi)模的逆！是否可以實(shí)現(xiàn)？如果為負(fù)，不穩(wěn)定控制器分子階次比分母高結(jié)論：理想控制器不可實(shí)現(xiàn)！24謝謝觀賞2019-6-30實(shí)際內(nèi)模控制器控制器是內(nèi)模的逆！如果為負(fù)，分子階次比分母高結(jié)用計(jì)算機(jī)很容易實(shí)現(xiàn)！實(shí)際內(nèi)?？刂破鞲鶕?jù)以上的結(jié)論，我們來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)際的內(nèi)?？刂破?。首先將內(nèi)部模型分為靜態(tài)部分和動(dòng)態(tài)部分：控制器動(dòng)態(tài)近似為模型動(dòng)態(tài)的逆！如何實(shí)現(xiàn)近似？25謝謝觀賞2019-6-30實(shí)際內(nèi)?？刂破鞲鶕?jù)以上的結(jié)論，我們來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)際的內(nèi)模控制器。如實(shí)際的內(nèi)模控制器由過(guò)程模型除去不可逆部分后剩余部分的逆構(gòu)成，即實(shí)際內(nèi)?？刂破鲗⒛Ｐ偷膭?dòng)態(tài)部分進(jìn)行因式分解：不可逆部分，包括所有的純滯后和右半平面零點(diǎn)可逆部分，剩余的環(huán)節(jié)26謝謝觀賞2019-6-30實(shí)際的內(nèi)?？刂破饔蛇^(guò)程模型除去不可逆部分后剩余部分的逆構(gòu)成，實(shí)際內(nèi)?？刂破鞣肿与A次比分母高怎么辦？加入一個(gè)靜態(tài)增益為1的低通濾波器f27謝謝觀賞2019-6-30實(shí)際內(nèi)?？刂破鞣肿与A次比分母高怎么辦？加入一個(gè)靜態(tài)增益為1的實(shí)際內(nèi)?？刂破髟O(shè)為希望的閉環(huán)函數(shù)

使分母的階次不小于分子的階次28謝謝觀賞2019-6-30實(shí)際內(nèi)?？刂破髟O(shè)為希望的閉環(huán)函數(shù)使分母的階次不小于28謝謝主要內(nèi)容問(wèn)題引出Smith純滯后補(bǔ)償器改進(jìn)Smith補(bǔ)償器內(nèi)?？刂频慕Y(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)?？刂破鲀?nèi)?？刂品抡?9謝謝觀賞2019-6-30主要內(nèi)容問(wèn)題引出29謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)模控制仿真130謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂品抡?30謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂品抡?（續(xù)）31謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂品抡?（續(xù)）31謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂品抡?32謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂品抡?32謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂品抡?（續(xù)）Tf＝1Tf＝4Tf＝10Tf＝2033謝謝觀賞2019-6-30內(nèi)?？刂品抡?（續(xù)）Tf＝1Tf＝4Tf＝10T完全的內(nèi)?？刂平Y(jié)構(gòu)34謝謝觀賞2019-6-30完全的內(nèi)模控制結(jié)構(gòu)34謝謝觀賞2019-6-30方案設(shè)計(jì)討論2設(shè)計(jì)一套控制方案，來(lái)控制接觸池開(kāi)始處的氯離子的殘余量。由于接觸池中將會(huì)發(fā)生一系列的反應(yīng)，氯離子真實(shí)殘余量并不等于進(jìn)入接觸池的氯離子含量。環(huán)保局對(duì)氯離子真實(shí)殘余量很感興趣。因此，在接觸池的出口處安裝了第二臺(tái)分析器。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套控制方案來(lái)控制流出物中的氯離子殘余量。35謝謝觀賞2019-6-30方案設(shè)計(jì)討論2設(shè)計(jì)一套控制方案，來(lái)控制接觸池開(kāi)始處的氯離子的方案設(shè)計(jì)討論5圖示的裂解爐由兩部分組成，共用一個(gè)煙道。在每一個(gè)部分中都在發(fā)生輕烴（碳?xì)浠衔铮┖退魵獾牧鸦磻?yīng)。該裝置通過(guò)控制進(jìn)入到每一部分的燃料來(lái)控制裂解產(chǎn)品的溫度，通過(guò)控制安裝在煙道上的排風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來(lái)控制爐內(nèi)壓力。風(fēng)扇可以引導(dǎo)燃?xì)馀懦鰺焽?。?dāng)爐內(nèi)壓力增加時(shí)，壓力控制器就會(huì)增加風(fēng)扇速度來(lái)降低壓力。設(shè)計(jì)一個(gè)比值控制方案，以使每一部分都能根據(jù)輕烴流量按比例控制水蒸氣的流量。操作員只需要設(shè)定輕烴的流量。在過(guò)去幾周的運(yùn)行中，操作人員注意到壓力控制器的輸出總是100%。這表明控制器PC57在盡最大可能來(lái)保證壓力控制。然而，這并不是理想狀態(tài)。這表明壓力超出了可控范圍。因此，必須設(shè)計(jì)一種控制方案。當(dāng)該控制器的輸出大于90%時(shí)，輕烴流量就需要減少來(lái)維持壓力控制器輸出穩(wěn)定在90%。當(dāng)輕烴流量減少時(shí)，用來(lái)保持出口溫度的燃料需求量也會(huì)減少，這樣會(huì)降低煙道壓力，使得壓力控制器降低風(fēng)扇速度。當(dāng)控制器的輸出少于90%時(shí)，輕烴的輸入流量就為操作人員的設(shè)定量。由于左邊鍋爐的效率沒(méi)有右邊的高。因此，減少輕烴流量的正確策