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  • 运动控制和过程控制

    千次阅读 2019-10-07 10:08:03
    自动控制分为两个部分,分别是运动控制和过程控制,下面是两者的描述。 1、运动控制:  运动控制主要是指以机械运动的驱动设备------电动机为控制对象,以单片机、CPU等控制器为核心,以电力电子功率变换装置为...

    自动控制分为两个部分,分别是运动控制和过程控制,下面是两者的描述。

    1、运动控制:

      运动控制主要是指以机械运动的驱动设备------电动机为控制对象,以单片机、CPU等控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,组成的电器传动自动控制系统。自动控制系统将电能转化成机械能,实现机械的运动控制。

    2、过程控制:

      过程控制系统是指主要通过控制工艺参数如温度、压力、流量、液位、浓度等接近给定值或者保持在给定值范围内的向动控制系统,控制的主要目的是保持工业生产的连续性和稳定性,减少扰动。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式,这就是过程控制的主要方式了。

    转载于:https://www.cnblogs.com/xing-ting/p/10178842.html

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  • 1、运动控制:  运动控制主要是指以机械运动的驱动设备------电动机为控制对象,以单片机、CPU等控制器为核心,以电力电子功率变换...一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式,这就是过程控制的主要方式了。 ...

    一.前言

    这两种控制分类非常有趣,在未来的发展趋势中,一个将面向智能(高新技术),一个面向工业生产(工业级稳定)。

    二.讨论

    1、运动控制:

      运动控制主要是指以机械运动的驱动设备------电动机为控制对象,以单片机、CPU等控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,组成的电器传动自动控制系统。自动控制系统将电能转化成机械能,实现机械的运动控制。

    2、过程控制:

      过程控制系统是指主要通过控制工艺参数如温度、压力、流量、液位、浓度等接近给定值或者保持在给定值范围内的向动控制系统,控制的主要目的是保持工业生产的连续性和稳定性,减少扰动。一般的过程控制系统通常采用反馈控制的形式,这就是过程控制的主要方式了。

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  • 先进过程控制之一:浅说APC

    万次阅读 2019-02-23 12:57:16
    先进过程控制(APC)技术作为在生产装置级的信息化应用,在优化装置的控制水平和提高生产过程的管理水平的同时,还为企业创造了可观的经济效益。 1、什么是APC 先进过程控制,简称APC,并不是什么新概念。它仅仅...

    先进过程控制(APC)技术作为在生产装置级的信息化应用,在优化装置的控制水平和提高生产过程的管理水平的同时,还为企业创造了可观的经济效益。

    1、什么是APC

    先进过程控制,简称APC,并不是什么新概念。它仅仅只是一大类区别于经典控制的控制方法的统称,包含的内容非常丰富。从广泛的概念上来讲,能够获得比经典PID控制更好的控制效果的控制策略都可以称之为先进控制技术。

    一般来讲,我们通常所说的APC大致包含有三大类别的内容:一是传统的先进控制技术,比如变增益控制、时滞补偿控制、解耦控制、选择性控制等;二是现行的先进控制技术,如模型预测控制(MPC)、统计质量控制(SQC)、内模控制(IMC)、自适控制、专家控制、神经控制器、模糊控制、最优控制等;三是新兴的先进控制技术,如非线性控制、鲁棒控制等。就目前来讲,应用比较广泛并且取得了良好效果的是模型预测控制,所以在现阶段人们讨论APC时,很多时候实际上是指MPC。

    其实,模型预测控制亦有很多种形式,如动态矩阵控制(DMC)、广义预测控制(GPC)等。但不管形式如何,都遵循一个基本的原理:模型预测、滚动优化、反馈校正。

    2、为什么需要APC

    我们要使用APC,那肯定是它有经典控制不可比拟的优势。那我们就来简单说一说相比于经典PID控制器,它有哪些优势。

    首先,APC与经典PID控制器的最大区别是不再只是单个变量的控制,而是对被控对象的整体进行多个变量的控制。这样就消除了多个回路之间的相互影响。

    其次,APC相较于经典PID控制器具有预测功能。可以根据目前多个回路的工况进行分析,从而对控制器内每一个回路的未来进行预测,根据预测的结果对回路进行调节,进而可以让控制效果最大可能的得到优化。

    三是,APC相较于经典PID控制器具有更强的适应能力和更好的鲁棒性。适合于处理过程的大滞后、强耦合特性、并能有效地解决过程可测干扰。

    还有就是相较于经典PID控制器,APC策略采用多变量优化算法,适合处理多层次、多目标和多约束控制问题,能够更方便地让生产过程控制反应生产过程的经济指标。

    3、如何使用APC

    无论APC的优势有多少,最终都是要落实到具体的应用上。我们先来看看,APC和整个系统是如何有机结合的,其结构框图如下:

    从上图,我们可能会觉得只是在传统控制系统上增加了一个APC的组件而已。其实不然,因为APC会与被控对象和控制系统发生深度作用,而且遵循模型预测、滚动优化、反馈校正的闭环控制。而且经典PID所控制的东西,APC也并没舍弃,而是在此基础上有所增加。

    当然,APC也有更多不同于经典PID的东西,它的控制目标不再是某个参数,而是整个被控对象的全部控制参数。而且被控变量也在传统的温度、压力、流量和液位四大参数的基础上进行了拓展,增加了诸如产品质量指标和设备负荷等工艺生产所需要的变量,能够从整体上提高装置的稳定性,实现了产品质量的卡边操作,为挖潜增效创造了条件。为了更详细的描述APC的工作流程,我们做了如下的控制结构图:

    上图看似复杂,其实如果你了解经典控制中的串级控制,它就很容易明白。APC只是针对某一个工艺控制对象做了整体的优化控制,也就是对多个变量同时协调控制,这也是它控制之效果优于单回路的根本原因。关于上面这个图,我们有几个问题需要详细说明。

    一是APC控制器的给定,我们称之为工艺控制指标给定。对于经典的PID控制我们的被控变量无非是温度、压力、流量、物位等,系统根据操作人员的要求调节。无论是自动还是手动操作状态,操作一团给定其SV值或MV值。在APC中也是如此,需要工艺过程操作员给出相应的控制参数设定。不过这些参数要比经典控制的范围广得多,除了上述的被控变量外,性能指标,限制条件等也都要求作为工艺参数设定到系统中。对于那些有流程模拟系统的,这些参数显然可以有流程模拟系统直接给定。

    二是APC控制器的模型优化。对于APC控制起来说,在获得设定值以及实际参数后,通过预测模型计算出优化参数,并将这些优化参数以设定值的形式下发给PID控制器,这也是我们说它相似于串级调节的原因。那么很显然,优化模型直接界定的控制的效果,所以优化模型的建立是关键。有了合适的模型是否就高枕无忧了呢?当然不是,在实际应用中我们还要不断的调整优化。

    此外APC控制器的调节周期也需要关注,调节的太快控制对象可能来不及反应,调节太慢控制优化有起不到作用,无论是太快还是太慢都很难找到最优点。

    三是经典PID的参数整定。从上图我们也可以看出,APC调节离不开经典的PID控制,因为最终的调节还需要传统控制系统来执行。所以PID控制器的参数如何,能不能快速收敛,将直接影响控制的效果。所幸,现在的APC厂家和控制系统厂家都能提供PID参数正定工具。

    4、来个小结

    我们已经描述了APC和其执行过程,也知道了APC相较于传统单回路控制的优势。但有一个问题我们没有谈到,那就是APC控制器不可避免的模型退化问题。模型退化的问题一直困扰着APC的应用,因为各种原因工艺条件随着时间推移总会发生一些变化,所以我们需要对模型进行修正,而在线修正模型也是APC的研究方向之一。

    最后,我们不得不说APC确有其优势,但要有良好的效果却并不那么容易,这牵涉到的不仅仅是控制问题,在后续我们再谈一谈APC在实际中的应用及困难。

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    第二章部分答案

    考研上岸,后面的不发了哈
    在这里插入图片描述

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