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| 更新时间 2024-11-14 07:00:00 价格 请来电询价 西门子总代理 PLC 西门子一级代 驱动 西门子代理商 伺服电机 联系电话 15903418770 联系手机 15915421161 联系人 张经理 立即询价 |
数学控制理论非常优美,放之四海而皆准,但是像老虎一样,看起来威猛,却是干不得活的,干活还得靠老牛。DMC的成功之处在于应用伪理论,将一些本来不相干的数学工具一锅煮,给一头老老实实的老牛披上一张绚烂的老虎皮,在把普罗大众喷得一愣一愣的时候,悄悄地把活干了。
DMC将非参数模型(在这里是在基本达到稳态后截断的阶跃曲线)放入线性二次型Zui优控制的架构下,成功地解决了多变量、滞后补偿和约束控制问题。多变量的含义不言自明,滞后放在离散动态模型下也容易实现预测,这也没有什么稀奇;稀奇的是,DMC用“土办法”解决了约束控制问题。
所有实际控制问题的控制量都有物理极限。汽车加速时,油门踩到底了,那就是极限,再要多一马力也多不出来了:冬天房间里冷了,暖气开到Zui大,那也是极限,再要多一分暖气也多不出来了。但常规的线性控制理论是不考虑这个极限问题的,需要多少控制量就是需要多少控制量。
在大部分连续过程控制问题中,控制量大多是在“游刃有余”的范围里动作,不常碰到极限问题,所以常规控制理论还是可以使用的。但现代工业过程不断受到增产节能、改善质量的强大压力,每一个角落的任何潜力都要“榨”出来,以达到Zui大效益,这就使得很多控制量经常需要在极限位置运作。另一方面,工业控制问题有两大类,一类要求jingque控制在目标值(设定值),比如汽车的巡航控制,设定在100km/h,那就应该尽可能jingque地控制在100km/h,速度飘高了警察不满意,速度飘低了驾车人不满意。这种控制目标是“双边”的。
但炼油厂生产汽油的辛烷值就不一样了:对于一般人来说,这就是汽油的标号;对于炼油厂来说,产品汽油的辛烷值低了不合格,但高了那是“白送”,用户是不会为额外的质量而多付钱的。因此控制目标是“单边”的,只要不低于辛烷值指标,越低越好。但低于指标了,那就是次品。
单边控制和控制量受约束都是约束控制问题,都无法用常规控制理论分析和解决。
庞特里亚金的Zui大值原理在理论上可以处理约束控制问题,在实际上很难求出有用的解来,Zui速控制是一个特例。那DMC是怎么解决约束控制问题的呢?
单变量控制的时候,约束控制还比较简单。控制量达到Zui大了,就不能再增加了,后面的系统响应就是固定输入下的动态响应,只能眼睁睁地看着它飘到哪里是哪里了。但多变量的时候,情况可能不一样,会有好几个控制量都能影响某一个输出的情况。某一个控制量达到极限了,其他控制量可能可以加把力、帮一把,依然把输出拉回来。比如煤气热水器加温时,控制目标是保证热水温度,如果煤气已经开足了,那就是达到极限了,这时要是水温依然偏低,可以降低水流量来帮助水温回升,这就是一个双输入、单输出的控制问题,两个控制量都对水温有影响,可以互相帮忙。
在数学上,当某个控制量达到极限时,这个控制量就固定在极限值上了,这就不再是待求解的变量,而是已知量。把极限值代进去,将控制矩阵中相关的行和列抽出来,放到已知项那边合并,重新排列矩阵,剩余的接着求解,就可以解出其余的控制量。