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文檔簡介
1、隨著DCS和各類總線技術(shù)的成熟和廣泛應用,大量的現(xiàn)場歷史數(shù)據(jù)為工程師們維護和調(diào)整控制系統(tǒng)提供了有利條件。競爭的加劇和利潤點的擴展,使得許多企業(yè)將注意力更多的集中到了系統(tǒng)每天乃至每個操作的性能保持和提高上。其中,保持PID控制器優(yōu)越的性能是保證控制系統(tǒng)日常高效操作、應對系統(tǒng)典型波動和異常的重要手段;其次,PID控制系統(tǒng)的優(yōu)良性能保障了先進控制技術(shù)充分靠近優(yōu)化邊界運行,緊密跟蹤系統(tǒng)優(yōu)化軌跡,為維持高品質(zhì)的運行和實現(xiàn)計劃的操作目標創(chuàng)造了條件。
2、因此PID控制系統(tǒng)給工廠日常操作和上層先進控制系統(tǒng)性能帶來了最直接和重大的影響。
PID控制器性能的優(yōu)化由來已久,但是將PID控制器的監(jiān)控評估和優(yōu)化相結(jié)合的技術(shù)卻是較少。由于PID控制器最初是按照一定的性能要求設計和整定,隨著時間的推移,大部分工業(yè)現(xiàn)場工況發(fā)生變化,這使得實際運行的控制器性能很難達到原設計要求,甚至出現(xiàn)故障。因此針對PID系統(tǒng)中的時變問題,本文提出了基于統(tǒng)計的模型失配監(jiān)測與評估優(yōu)化算法。它以模型檢測技術(shù)為手
3、段,針對系統(tǒng)時變而引起的方差增大問題,利用PID最小方差評估技術(shù)對系統(tǒng)進行優(yōu)化和評估。本文的主要研究工作與創(chuàng)新點如下:
1.在廣泛閱讀和查詢了國內(nèi)外文獻,書籍和技術(shù)資料的基礎上,對性能評估技術(shù)提出的背景、技術(shù)原理、國內(nèi)外發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀做出詳細概括和論述,針對PID性能評估技術(shù)的現(xiàn)狀和存在的問題作出了細致總結(jié),為后續(xù)章節(jié)研究PID性能評估的優(yōu)化算法作出鋪墊。
2.結(jié)合BJ(Box—Jenkins)模型為基礎的預
4、測誤差算法,采用高斯牛頓法進行參數(shù)的擬合。在本文中采用滑窗技術(shù),將該算法用于閉環(huán)在線辨識中,最后以仿真實例驗證了基于BJ模型預測誤差法進行參數(shù)閉環(huán)辨識的準確性。
3.為了解決工業(yè)系統(tǒng)中PID控制器由于系統(tǒng)時變而導致的所在控制器回路性能下降問題,本文在Edgar提出的PID可達性評估基準的基礎上,提出了一種針對PID控制器進行性能評估、優(yōu)化及監(jiān)控的方法,即:PlD循環(huán)評估優(yōu)化算法。該算法利用系統(tǒng)閉環(huán)輸入輸出數(shù)據(jù)進行滑窗在線辨
5、識,使用基于MVC(MinimumVariance Control)的PID最小方差可達性準則對PID控制器性能進行評估,并將計算最小方差意義下最優(yōu)PID控制器參數(shù);將理論最小方差與輸出方差相比,作為PID系統(tǒng)進行在線優(yōu)化的啟停閾值。仿真證明其有效性。
4.由于并非所有使得系統(tǒng)輸出方差增大而系統(tǒng)性能下降的因素,都能通過更新PID參數(shù)解決,為了解決上述矛盾,在第三章的基礎上提出了基于統(tǒng)計的模型失配監(jiān)測與評估優(yōu)化算法。此算法創(chuàng)
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