http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 11:16:14
當dang前qian先xian進jin控kong製zhi與yu優you化hua控kong製zhi軟ruan件jian的de二er次ci開kai發fa量liang較jiao大da,從cong設she計ji,測ce試shi,仿fang真zhen研yan究jiu,到dao實shi際ji工gong業ye裝zhuang置zhi投tou運yun周zhou期qi較jiao長chang。為wei此ci今jin後hou應ying開kai發fa一yi些xie二er次ci開kai發fa量liang較jiao少shao的de先xian進jin控kong製zhi與yu優you化hua控kong製zhi軟ruan件jian,以yi適shi應ying市shi場chang需xu要yao。同時,還將進一步開發魯棒性強,適應性寬(操作條件、原料性質等),性能價格比優的商品化先進控製與優化控製軟件,適應國內大中型企業需要。
流程工業過程是一個複雜的工業過程,具有大量的不確定性、非線性、多變量耦合、大滯後和狀態不完全性等特點。因而,流程工業過程的控製係統的設計存在著極大的困難,而傳統的PID控製算法則難以滿足其控製質量與效益要求。隨著現代計算機技術、人工智能、網絡技術以及優化技術的發展,先進控製技術(APC——AdvancedProcessControl)zailiuchenggongyeguochengzhongdedaoleyingyong,bingqudelechenggong,jidadicujinleliuchenggongyedeshengchancaozuoshuipingdetigao,bingyouxiaodishixianlejienengjianpai。quanshijietouyongdeAPC已有數千項,APC的投入產出效益已被公認,一般投資回報率為10美元/1美元,優化技術的經濟效益更大,投資償還期不到1年。本文對先進控製技術在流程工業過程中的應用現狀進行闡述,並對應用案例及其發展前景進行了概略地介紹。
APC技術——企業增產增效的“加速器”
20世紀70年代以來,隨著計算機技術的廣泛應用,自動控製技術有了很大的發展,先進過程控製應運而生。先進控製內容豐富、涵蓋麵廣,包括自適應控製、魯棒控製、預測控製、智能控製和軟測量技術等。先進控製技術是對那些不同於常規單回路控製,並比常規PID控製有更好控製效果的控製策略的統稱。
在(zai)複(fu)雜(za)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong),一(yi)個(ge)良(liang)好(hao)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)不(bu)但(dan)要(yao)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)整(zheng)個(ge)生(sheng)產(chan)的(de)安(an)全(quan),滿(man)足(zu)一(yi)定(ding)約(yue)束(shu)條(tiao)件(jian),而(er)且(qie)應(ying)該(gai)帶(dai)來(lai)一(yi)定(ding)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)和(he)社(she)會(hui)效(xiao)益(yi)。然(ran)而(er)設(she)計(ji)這(zhe)樣(yang)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)會(hui)遇(yu)到(dao)許(xu)多(duo)困(kun)難(nan),特(te)別(bie)是(shi)複(fu)雜(za)工(gong)業(ye)過(guo)程(cheng)往(wang)往(wang)具(ju)有(you)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)(環境結構和參數的未知性、時變性、隨機性、突變性)、非線性、bianliangjiandeguanlianxingyijixinxidebuwanquanxinghedachunzhihouxingdeng,yaoxianghuodejingquedeshuxuemoxingshifenkunnan。xiandaifuzadegongyeshengchanguocheng,tongguoshishixianjinkongzhi,keyidadatigaogongyeshengchanguochengcaozuohekongzhidewendingxing,gaishangongyeshengchanguochengdedongtaixingneng,jianshaoguanjianbianliangdeyunxingbodongfudu,shiqigengjiejinyuyouhuamubiaozhi,congerjianggongyeshengchanguochengtuixianggengjiejinzhuangzhiyueshubianjietiaojianxiayunxing,zuizhongdadaozengqianggongyeshengchanguochengdewendingxingheanquanxing,baozhengchanpinzhiliangdejunyunxing,tigaomubiaochanpindeshoulv,tigaoshengchanzhuangzhidechulinengli,jiangdishengchanguochengyunxingchengbenyijijianshaohuanjingwurandengmude。
近(jin)年(nian)來(lai),先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)在(zai)流(liu)程(cheng)工(gong)業(ye)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)斷(duan)地(di)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong),取(qu)得(de)良(liang)好(hao)的(de)效(xiao)果(guo)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)以(yi)石(shi)油(you)化(hua)工(gong)行(xing)業(ye)為(wei)代(dai)表(biao)的(de)各(ge)大(da)企(qi)業(ye)紛(fen)紛(fen)啟(qi)用(yong)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)。憑(ping)借(jie)改(gai)善(shan)過(guo)程(cheng)動(dong)態(tai)控(kong)製(zhi)的(de)性(xing)能(neng)、減少過程變量的波動幅度、使生產裝置在接近其約束邊界的條件下運行(卡邊操作)等優勢,先進控製技術在石油化工、電力等行業獲得廣泛應用,大量工業裝置在已有DCSdejichushangpeibeilexianjinkongzhixitong,daguimodemoxingyugukongzhiheyongyuyouhuadefeixianxingyugukongzhijishudedaojidawanshan。youyuxianjinkongzhiruanjianbaokeyiweiqiyedailaikeguandejingjixiaoyi,woguoyiyinjinIDCOM-M、SMCA、DMCplus等先進控製軟件,並已投入使用。另外,HoneywellProfimatics公司已經與中國石化總公司合作,在石化行業推廣他們的RMPCT軟件,部分已投入使用。在國內,越來越多的石油化工企業也開始嚐試先進控製的運用,如茂名、揚子、濟(ji)南(nan)等(deng)煉(lian)油(you)廠(chang)已(yi)經(jing)應(ying)用(yong)了(le)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu),並(bing)且(qie)都(dou)實(shi)現(xian)了(le)良(liang)好(hao)的(de)應(ying)用(yong)效(xiao)果(guo)與(yu)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。但(dan)是(shi),我(wo)們(men)也(ye)不(bu)能(neng)回(hui)避(bi)一(yi)些(xie)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)在(zai)應(ying)用(yong)中(zhong)實(shi)際(ji)存(cun)在(zai)的(de)問(wen)題(ti)。
目前先進控製技術不但在理論上不斷推出新的成果,而且在實際生產應用中也取得了令人矚目的成績。現在國內外已有很多優秀的產品供選擇:如Honeywell高技術執行部的PC(ProfitController);ABB代理的STAR;橫河代理的SMOC;FOXBORO的Connoisseur;ASPEN的DMC、浙江中控的APC-Adcon等。目前,世界上先進的石化企業絕大多數生產裝置都采用了先進控製技術,據ARC調查的數據顯示,美國的普及率已經達到60%以上,重點裝置更是達到了90%的比例。在某種程度上,先進控製技術更像是企業增產增效的“加速器”。先進控製技術通常是在DCS、FCS等係統的基礎上,采用多變量預測控製、智能軟測量和工藝計算等策略實現以下目標:提高裝置運行的穩定性和安全性、保證產品質量的一致性、提高目標產品收率、增加裝置處理量、降低運行成本、減少環境汙染等。因此,越來越多的企業開始運用先進控製技術來實現“節能增效”,同時這些行業用戶也將先進控製技術作為提升企業競爭力的突破口。
幾ji年nian來lai的de實shi踐jian證zheng明ming,在zai我wo國guo先xian進jin控kong製zhi方fang法fa的de推tui廣guang工gong作zuo並bing非fei一yi帆fan風feng順shun,而er是shi遇yu到dao了le不bu少shao困kun難nan和he問wen題ti。盡jin管guan先xian進jin控kong製zhi係xi統tong效xiao益yi明ming顯xian,但dan國guo內nei企qi業ye先xian進jin控kong製zhi建jian設she和he應ying用yong情qing況kuang與yu國guo外wai始shi終zhong存cun在zai差cha距ju。係xi統tong開kai發fa企qi業ye在zai開kai發fa應ying用yong過guo程cheng中zhong能neng夠gou保bao證zheng係xi統tong正zheng常chang運yun行xing,但dan同tong時shi,先xian進jin控kong製zhi係xi統tong的de維wei護hu者zhe是shi用yong戶hu企qi業ye的de信xin息xi技ji術shu人ren員yuan,他ta們men既ji要yao熟shu悉xi先xian進jin控kong製zhi技ji術shu本ben身shen,同tong時shi要yao掌zhang握wo計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong以yi及ji工gong藝yi過guo程cheng等deng技ji術shu。因yin此ci,用yong戶hu企qi業ye自zi身shen由you於yu缺que乏fa足zu夠gou的de技ji術shu力li量liang,先xian進jin控kong製zhi係xi統tong的de長chang期qi維wei護hu問wen題ti日ri益yi明ming顯xian。
應當說,我國的控製理論界與工控企業界都在不同程度上在APC技術的應用研究上取得許多成功。其中,清華大學、浙江大學、上海交通大學、華東理工大學、中南大學、華北電力大學、中國石油大學、北京化工大學、北京科技大學、浙大中控公司、浙江正泰中自控製公司、和利時公司、冶金自動化研究院、北京金自天正智能公司、北京三博公司等都是該領域的佼佼者。
APC技術在流程工業過程中的應用
在化工自動化的應用
長(chang)期(qi)以(yi)來(lai),我(wo)國(guo)化(hua)學(xue)工(gong)業(ye)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)較(jiao)低(di),導(dao)致(zhi)能(neng)耗(hao)物(wu)耗(hao)高(gao),限(xian)製(zhi)了(le)化(hua)學(xue)工(gong)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)。要(yao)改(gai)變(bian)這(zhe)種(zhong)局(ju)麵(mian),根(gen)本(ben)的(de)出(chu)路(lu)就(jiu)是(shi)走(zou)科(ke)技(ji)進(jin)步(bu)的(de)道(dao)路(lu),采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)實(shi)用(yong)的(de)技(ji)術(shu)改(gai)造(zao)傳(chuan)統(tong)產(chan)業(ye)。隨(sui)著(zhe)化(hua)學(xue)工(gong)業(ye)日(ri)益(yi)朝(chao)著(zhe)集(ji)成(cheng)化(hua)、大型化方向發展,係統的複雜性不斷增加,表現為過程具有強耦合性、不確定性、非線性、xinxibuwanquanxinghedazhihouxingdengtezheng,bingcunzaizhekekedeyueshutiaojian,kongzhimubiaoduoyuanhua,bianliangshumuzengduoqiexiangguanxingzengqiang,zaizhezhongqingkuangxia,chuantongdekongzhicelveyibunengmanzuyaoqiu,bixuyingyongxianjinkongzhi。
例如,中國石油化工股份有限公司廣州分公司(簡稱廣州石化)在丙烯精餾塔控製中應用先進控製技術,並取得良好的效果。廣州石化於2007年開始與華東理工大學合作,應用精餾塔先進控製技術,結合廣州石化丙烯精餾塔係統的生產工藝特點,基於集散控製係統(DCS)平(ping)台(tai),實(shi)施(shi)了(le)丙(bing)烯(xi)精(jing)餾(liu)塔(ta)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)改(gai)造(zao)項(xiang)目(mu)。該(gai)項(xiang)目(mu)在(zai)對(dui)丙(bing)烯(xi)精(jing)餾(liu)塔(ta)的(de)實(shi)際(ji)操(cao)作(zuo)性(xing)能(neng)以(yi)及(ji)先(xian)前(qian)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)特(te)點(dian)進(jin)行(xing)準(zhun)確(que)有(you)效(xiao)評(ping)估(gu)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),對(dui)丙(bing)烯(xi)精(jing)餾(liu)塔(ta)的(de)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)和(he)塔(ta)釜(fu)采(cai)出(chu)中(zhong)貴(gui)重(zhong)組(zu)分(fen)的(de)含(han)量(liang)等(deng)實(shi)施(shi)先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)丙(bing)烯(xi)精(jing)餾(liu)塔(ta)的(de)操(cao)作(zuo)穩(wen)定(ding)性(xing),減(jian)少(shao)丙(bing)烯(xi)損(sun)失(shi),進(jin)而(er)達(da)到(dao)提(ti)高(gao)裝(zhuang)置(zhi)總(zong)體(ti)效(xiao)益(yi)的(de)最(zui)終(zhong)目(mu)的(de)。
又如,浙江大學工業控製技術國家重點實驗室和先進控製研究所以某純堿廠碳化係統為背景,將模型預測控製軟件應用於5組共25座碳化塔中,開發了一個包含上百個被控變量、操縱變量和幹擾變量的多變量預測控製器來解決該碳化係統的約束多變量控製問題。工業應用結果表明:模型預測控製軟件能夠確保碳化係統長期在最佳狀態運行,進而降低物料消耗、改善產品質量和節省操作費用,使生產效益得到優化。
再如,浙江新安化工集團股份公司60kt/a有機矽精餾裝置的過程控製難點,利用浙江中控軟件技術有限公司的APC-Adcon高級多變量魯棒預測控製軟件,研究開發一套先進控製係統,獲得了成功應用,並取得了預期控製效果。其關鍵產品一甲基三氯矽烷、二甲基二氯矽烷的優等率提高到90%以上,單位產品能耗降低了8%以上。
大型乙烯裝置優化運行項目
隨著我國石油化工工業日益朝著集成化、大型化方向發展,係統的複雜性不斷增加,表現為過程具有強耦合性、不確定性、非線性、信xin息xi不bu完wan全quan性xing和he大da純chun滯zhi後hou性xing等deng特te征zheng,並bing存cun在zai著zhe苛ke刻ke的de約yue束shu條tiao件jian,控kong製zhi目mu標biao多duo元yuan化hua,變bian量liang數shu目mu增zeng多duo且qie相xiang關guan性xing增zeng強qiang。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,傳chuan統tong的de控kong製zhi策ce略lve已yi不bu能neng完wan全quan滿man足zu要yao求qiu,必bi須xu應ying用yong先xian進jin控kong製zhi。乙yi烯xi裝zhuang置zhi是shi石shi化hua工gong業ye的de核he心xin和he發fa展zhan標biao誌zhi,盡jin管guan我wo國guo現xian有you乙yi烯xi產chan能neng居ju世shi界jie第di二er,裝zhuang備bei已yi經jing國guo產chan化hua,但dan優you化hua運yun行xing卻que仍reng主zhu要yao依yi靠kao引yin進jin技ji術shu,生sheng產chan運yun行xing過guo程cheng的de精jing細xi化hua操cao作zuo以yi及ji控kong製zhi與yu優you化hua水shui平ping與yu國guo外wai先xian進jin水shui平ping相xiang比bi還hai存cun在zai差cha距ju。在zai諸zhu多duo的de先xian進jin控kong製zhi技ji術shu中zhong,多duo變bian量liang預yu測ce控kong製zhi技ji術shu和he軟ruan測ce量liang技ji術shu目mu前qian在zai乙yi烯xi裝zhuang置zhi上shang應ying用yong較jiao多duo,並bing且qie取qu得de了le良liang好hao的de經jing濟ji效xiao益yi,已yi形xing成cheng相xiang應ying的de商shang品pin化hua軟ruan件jian。國guo內nei由you華hua東dong理li工gong大da學xue與yu中zhong國guo石shi油you化hua工gong有you限xian公gong司si共gong同tong研yan發fa的de大da型xing乙yi烯xi裝zhuang置zhi優you化hua運yun行xing項xiang目mu,開kai發fa了le裂lie解jie過guo程cheng工gong藝yi研yan究jiu與yu優you化hua、反應過程模擬與優化、10萬t裂解爐溫度控製與負荷先進優化等關鍵課題的研究。取得了很好的研究成果。
gaixiangchengguoyouhuayunxingjishushishihou,zhuyaojishujingjizhibiaodadaohuochaoguotongleizhuangzhiguojixianjinshuiping。qizhongyehuaqiliejiejishushishihou,yuliejieshinaoyouxiangbi,keshi“三烯”總收率提高2.95%,爐子運行周期提高40%;液相烴裂解反應過程優化,能減少中壓蒸汽消耗20t/h,“雙烯”收率平均提高0.44%;10萬t裂解爐先進控製,使爐出口平均溫度和各爐管溫差控製在±1℃以內,負荷控製在±0.5%以內,“雙烯”收率平均提高0.35%;10萬t裂解爐燃燒過程優化,使爐子熱效率提高1%以上,燃料氣節省0.94%以上;急冷油減粘工藝技術,使急冷油粘度從100mm2/s降至30mm2/s,減少排汙和蒸汽消耗,使乙烯能耗平均下降35.6kg標油/(噸.乙烯);裂解氣負荷優化配置技術,使乙烯能耗下降,乙烯產能提高1.3%;碳二加氫反應過程優化,能保證反應器出口乙炔含量控製在1ppm之內,反應選擇性提高40%;乙烯精餾控製與優化,使丙烯壓縮機一段負荷降低4.24%等。
hairu,xianjinkongzhijishuzaiyixizhuangzhifenlidanyuanyuyixijingliutadengzhongdeyingyong,tigaolechanliang,wendingleshengchanguocheng,tigaolejingliutadefenlixiaoguo,yanchanglefanyingqideyunxingzhouqi,bingjiangdilenenghao,jianshaoleshengchandebodong,huanjielecaozuorenyuandelaodongqiangdu,tigaolezhuangzhidezidonghuashuiping。xianjinkongzhijishuyibeiyuelaiyueduodezhuangzhisuocaiyong,qiewuxujinxingzhuangzhikuoronggaizao,biannengshixiantigaochanliang、降低能耗的目標。
福建煉油廠化工有限公司與浙江大學合作開發催化裂化裝置先進控製係統;洛陽石油化工總廠與石油大學、洛陽石化公司共同開發催化裂化裝置;茂名石化煉油廠與石油大學聯合開發催化裂化裝置先進控製與實時優化係統;上海交通大學開發研製的多變量約束控製軟件包MCC是一個處理約束的多變量、多目標、多控製模式和基於模型預測的最優控製器,已成功應用於石家莊煉油化工股份有限公司催化裂化裝置,取得了明顯經濟效益;還有浙江大學開發APC-Hiecon,APC-PFC先進控製軟件在國內許多工業裝置得到了應等。
APC技術的發展前景
先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)如(ru)何(he)?首(shou)先(xian)來(lai)看(kan)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)研(yan)究(jiu)的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi)。智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)在(zai)國(guo)際(ji)上(shang)是(shi)一(yi)個(ge)發(fa)展(zhan)較(jiao)快(kuai)的(de)新(xin)興(xing)學(xue)科(ke),其(qi)理(li)論(lun)與(yu)應(ying)用(yong)研(yan)究(jiu)顯(xian)示(shi)出(chu)旺(wang)盛(sheng)的(de)生(sheng)命(ming)力(li)。進(jin)一(yi)步(bu)發(fa)展(zhan)將(jiang)會(hui)是(shi):
尋找與建立新的智能控製機理,為智能控製的進一步發展奠定穩固的理論基礎;
實現控製器的智能化;
聯合更多學科,進行集成;
開發更成熟的應用方法等。
據專家分析,模糊推理、神經網絡、遺傳算法均具有模擬人類思維的特點,因而,將三者有機地結合起來,發揮各自優勢,將是智能控製研究的主要方向。
其次是看先進控製應用研究的發展趨勢。進一步發展將會是:
智能控製在電力係統調度、發電機勵磁控製、風電場功率預測等方麵的應用研究,特別是開展混雜控製理論的研究等。
對於帶鋼高速連續軋製控製理論的應用研究,迫切需要開展高性能嵌入式係統的研究;基於數據驅動的建模與控製方法研究等。
新一代現場總線控製應用研究。必須加大EPA技術(EthernetforPlantAutomation:以太網工廠自動化)的產品化和應用力度。目前,已經從傳統的現場總線向現場總線、工業以太網、工業無線方麵包容和融合,並將成為控製係統未來發展的重點方向之一。
需求發展趨勢包括以下幾個方麵:
適應“綠色化工”的需求
隨著社會和經濟的發展,“綠色化工”的概念被越來越頻繁的提到,節能降耗、lvsehuanbaodengxindezhunzeduizidonghuajishuyetichulegenggaocengcideyaoqiu。chuantongdezidonghuajiaoshaoguanzhujienengyuhuanbaowenti,suizheshehuihejingjidefazhan,lvsedianchang、綠色樓宇以及綠色化工等與節能環保相關概念被提出,節能能源、減少原材料消耗以及綠色環保等新的約束對自動化技術提出了更高的要求。在“十二五”科技發展規劃的“大力培育和發展戰略性新興產業”章節裏,把節能環保放在了首位。並提出:大力發展高效節能、先進環保和循環應用等關鍵技術、裝備及係統。實施半導體照明、煤炭清潔高效利用、“藍天”工程、廢物資源化等科技產業化工程。加強技術的集成和推廣應用,快速提高我國節能環保領域整體技術能力及產業競爭力。
新型控製理論和算法的需求
先(xian)進(jin)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)大(da)多(duo)數(shu)都(dou)要(yao)求(qiu)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing),而(er)建(jian)立(li)相(xiang)應(ying)的(de)可(ke)用(yong)的(de)數(shu)學(xue)模(mo)型(xing)卻(que)並(bing)不(bu)容(rong)易(yi)。從(cong)控(kong)製(zhi)工(gong)程(cheng)和(he)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)看(kan),研(yan)究(jiu)出(chu)一(yi)類(lei)兼(jian)有(you)現(xian)代(dai)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)與(yu)經(jing)典(dian)PIDdeyoudian,buyilaibeikongduixiangdeshuxuemoxing,baozhengxitongbihuanwendingxing,kongzhixiaoguolianghao,suanfajiandandexinxingkongzhililunhesuanfa,shidangqianzidongkongzhililunyanjiudeyigezhongyaoketi。muqianzaigongyeguochengxianchang,jibenbeikonghuanjiedekongzhijijichukongzhisuoyongdekongzhishouduan90%以上仍是PID控製。半個世紀的實踐證明PID控製器是一個很好的控製器,它在係統控製中功勞卓著。對一般的線性環節的控製,PID控製器使用方便,魯棒性強,效果良好。但隨著科學技術的發展,生產裝置愈來愈大型化、複雜化,而且技術水平越來越高。在生產過程中出現了非線性、時變、大時滯、強耦合等環節,而且大的幹擾還經常發生。實踐證明,對付這樣的被控對象,PID調節器就顯得無能為力了。可見,研究出一類兼有現代控製理論與經典PID的de優you點dian,不bu依yi賴lai被bei控kong對dui象xiang的de數shu學xue模mo型xing,保bao證zheng係xi統tong閉bi環huan穩wen定ding性xing,控kong製zhi效xiao果guo良liang好hao,算suan法fa簡jian單dan的de新xin型xing控kong製zhi理li論lun和he算suan法fa,是shi當dang前qian自zi動dong控kong製zhi理li論lun研yan究jiu的de一yi個ge重zhong要yao課ke題ti。從cong控kong製zhi工gong程cheng和he實shi際ji應ying用yong的de角jiao度du來lai看kan,新xin的de控kong製zhi方fang法fa必bi須xu滿man足zu一yi係xi列lie要yao求qiu,即ji它ta必bi須xu有you一yi係xi列lie的de控kong製zhi功gong能neng。這zhe些xie功gong能neng包bao括kuo:抗幹擾功能、自適應功能、快速收斂功能、強製穩定功能、解耦功能克服大時滯功能等。
網絡化控製係統的需求
工業控製係統已經沿著基地式儀表控製、模擬集中控製、計算機集中控製、集散式控製、現場總線控製,發展到網絡化控製的新階段。當前,隨著工業控製係統規模的擴大、控製對象的複雜化和地理分散化、控製性能要求的提高,以及計算機技術、網絡通信技術在控製領域應用的日益廣泛深入,網絡化工業控製係統由此應運而生。
世界各國在加強建模理論、辨識技術、優化控製、最優控製、高gao級ji過guo程cheng控kong製zhi等deng方fang麵mian進jin行xing研yan究jiu,推tui出chu了le從cong實shi際ji工gong業ye過guo程cheng特te點dian出chu發fa,尋xun求qiu對dui模mo型xing要yao求qiu不bu高gao,在zai線xian計ji算suan方fang便bian,對dui過guo程cheng和he環huan境jing的de不bu確que定ding性xing有you一yi定ding適shi應ying能neng力li的de控kong製zhi策ce略lve和he方fang法fa,如ru自zi適shi應ying控kong製zhi係xi統tong、預測控製係統、魯棒控製係統、智能控製係統等先進控製係統。對於含有大量不確定性和難於建模的複雜係統,基於知識的專家係統、模糊控製、人工神經網絡控製、學(xue)習(xi)控(kong)製(zhi)和(he)基(ji)於(yu)信(xin)息(xi)論(lun)的(de)智(zhi)能(neng)控(kong)製(zhi)等(deng)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng),它(ta)們(men)在(zai)許(xu)多(duo)領(ling)域(yu)都(dou)開(kai)始(shi)得(de)到(dao)了(le)應(ying)用(yong),成(cheng)為(wei)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)的(de)前(qian)沿(yan)學(xue)科(ke)之(zhi)一(yi)。由(you)於(yu)變(bian)量(liang)間(jian)的(de)關(guan)聯(lian),使(shi)係(xi)統(tong)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)平(ping)穩(wen)運(yun)行(xing),出(chu)現(xian)各(ge)類(lei)解(jie)耦(ou)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。對(dui)於(yu)大(da)純(chun)滯(zhi)後(hou)係(xi)統(tong)自(zi)史(shi)密(mi)斯(si)提(ti)出(chu)“預估補償器”以來,由於預估補償器對參數變化靈敏度極高,又相繼出現了各種改進預估補償方法,如觀測補償器控製方案、內模控製、雙控製器、達林控製箅法、純(chun)滯(zhi)後(hou)對(dui)象(xiang)采(cai)樣(yang)控(kong)製(zhi)等(deng),但(dan)均(jun)尚(shang)未(wei)完(wan)全(quan)真(zhen)正(zheng)解(jie)決(jue),人(ren)們(men)還(hai)在(zai)繼(ji)續(xu)努(nu)力(li)想(xiang)方(fang)設(she)法(fa)尋(xun)求(qiu)解(jie)決(jue)辦(ban)法(fa)。針(zhen)對(dui)信(xin)息(xi)不(bu)完(wan)全(quan)性(xing)出(chu)現(xian)了(le)推(tui)斷(duan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)和(he)軟(ruan)測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)。本(ben)文(wen)就(jiu)目(mu)前(qian)應(ying)用(yong)較(jiao)多(duo)、且取得經濟效益的預測控製、ruanceliangjishufazhanjiyingyongzuoyixiejieshao,yituidongxianjinkongzhijishudeyingyong。zaigongyeshengchanguochengzhong,yigelianghaodekongzhixitongbudanyaobaohuxitongdewendingxinghezhenggeshengchandeanquan,manzuyidingyueshutiaojian,erqieyinggaidailaiyidingdejingjixiaoyiheshehuixiaoyi。ranershejizheyangdekongzhixitonghuiyudaoxuduokunnan,tebieshifuzagongyeguochengwangwangjuyoubuquedingxing(環境結構和參數的未知性、時變性、隨機性、突變性)、非線性、變bian量liang間jian的de關guan聯lian性xing以yi及ji信xin息xi的de不bu完wan全quan性xing和he大da純chun滯zhi後hou性xing等deng,要yao想xiang獲huo得de精jing確que的de數shu學xue模mo型xing十shi分fen困kun難nan。因yin此ci,對dui於yu過guo程cheng控kong製zhi係xi統tong的de設she計ji,已yi不bu能neng采cai用yong單dan一yi基ji於yu定ding量liang的de數shu學xue模mo型xing的de傳chuan統tong控kong製zhi理li論lun和he控kong製zhi技ji術shu,必bi須xu進jin一yi步bu開kai發fa高gao級ji的de過guo程cheng控kong製zhi係xi統tong,研yan究jiu先xian進jin的de過guo程cheng控kong製zhi規gui律lv,以yi及ji將jiang現xian有you的de控kong製zhi理li論lun和he方fang法fa向xiang過guo程cheng控kong製zhi領ling域yu移yi植zhi和he改gai造zao等deng方fang麵mian越yue來lai越yue受shou到dao控kong製zhi界jie的de關guan注zhu。
今後,還要進一步開發魯棒性強,適應性寬(操作條件、原料性質等),性xing價jia比bi優you的de商shang品pin化hua先xian進jin控kong製zhi與yu優you化hua控kong製zhi軟ruan件jian,適shi應ying國guo內nei大da中zhong型xing企qi業ye需xu要yao。當dang前qian先xian進jin控kong製zhi與yu優you化hua控kong製zhi軟ruan件jian的de二er次ci開kai發fa量liang較jiao大da,從cong設she計ji,測ce試shi,仿fang真zhen研yan究jiu,到dao實shi際ji工gong業ye裝zhuang置zhi投tou運yun周zhou期qi較jiao長chang,為wei此ci今jin後hou應ying開kai發fa一yi些xie二er次ci開kai發fa量liang較jiao少shao的de先xian進jin控kong製zhi與yu優you化hua控kong製zhi軟ruan件jian,以yi適shi應ying市shi場chang需xu要yao。隨sui著zhe人ren工gong智zhi能neng的de迅xun速su發fa展zhan和he控kong製zhi理li與yu其qi他ta學xue科ke的de交jiao叉cha滲shen透tou,先xian進jin控kong製zhi技ji術shu將jiang會hui得de到dao更geng深shen入ru的de發fa展zhan,應ying用yong更geng加jia廣guang泛fan,產chan生sheng更geng大da的de經jing濟ji效xiao益yi和he社she會hui效xiao益yi。
我國處在工業化、信息化、城鎮化、市場化、國際化深入發展的重要時期。為了加快現代化建設的步伐,國家出台的《高新技術產業化及其環境建設“十二五”專項規劃》提出:“十二五”時期,高新技術產業化及其環境建設的總體目標——dalipeiyuhefazhanzhanlvexingxinxingchanye,tuidongchuantongchanyeshengji,jiakuaifazhanxiandaifuwuye,quanmiantishenggaoxinjishuchanyejingzhengli,zaitizhijizhichuangxinhehuanjingjianshefangmianqudeguanjianxingtupo。zaijiaqiangguanjianhexinjishuyanfa,peiyuzhanlvexingxinxingchanyezhong,douyouzhinengzhizaoyuxitongkongzhijishudengtishengwoguozhizaoyechuangxinnenglideyaoqiu。yiner,guojiajianghuijinyibujiadaduiyuxianjinkongzhijishudezhichilidu。