《过程控制系统性能评价研究与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《过程控制系统性能评价研究与实现（94页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要过程控制系统性能评价研究与实现摘要控制系统性能评价是工业过程控制中的重要研究课题，工业应用结果表明：性能评价技术可以有效提高工业过程的性能。近年来，工业界对控制系统性能要求的提高极大地推动了控制器性能评价的研究。本文着重以H a r r i s 提出的基于最小方差控制的性能评价方法为基础，提出了使用自适应滤波器的时间序列分析技术，在评价过程中提出通过训练建立系统输出和噪声的自适应线性系统模型，采用自适应滤波器来辨识噪声和输出间的A R 模型，在对给定系统进行训练的过程中，通过不断调整网络权值和阈值，最终使网络输出能够精确的跟踪系统输入，实现系统噪声和输出间模型的自适应辨识，从而实现对控制器
2、的性能评价。控制系统性能评估的方法主要可以分为两类：确定性和随机性方法。本文从这两种方法出发，对单回路控制系统，串级控制系统，前馈一反馈控制系统的最小方差性能评价算法进行了理论研究，并利用M A T L A B S I M U L I N l ( 对单回路和串级控制回路的确定性能和随机性能进行了一定的仿真研究。本文最后将该评价技术应用到实际工业过程控制系统中，对D M F北京化工大学硕士学位论文 一_回收系统中的控制器性能进行了分析，分析结果表明自适应滤波器在模型辨识中具有一定的实践意义，并且可以作为实际工程中控制器性能评价软件的开发的一种简单的实现方法。P R o C E S SC o N
3、T R O LS Y S T E MP E R F O R M A N C EA S S E S S M E N TS T U D YA N DR E A L I Z A T I o NA B S T R A C TC o n t r o ll o o pp e r f o r m a n c ea s s e s s m e n ti sai m p o r t a n tr e s e a r c ht a s ki ni n d u s t r y ，t h ep r a c t i c e si n d i c a t e d ：c o n t r o l l e rp e r f o
4、 r m a n c ea s s e s s m e n tc a ni m p r o v ep e r f o r m a n c eo fp r o c e s se f f e c t i v e l y I nr e c e n ty e a r s ，h i g hl e v e lo fc o n t r o ll o o pp e r f o r m a n c er e q u i r e dp r o m o t e dt h es t u d yo fc o n t r o l l e rp e r f o r m a n c ea s s e s s m e n t
5、T h i sp a p e ri sb a s eo nt h em i n i m u mv a r i a n c ec o n t r o lp e r f o r m a n c ea s s e s s m e n tm e t h o dw h i c hw a sp r o p o s e db yH a r r i sa n dp r o p o s e dat i m es e q u e n c ea n a l y s i st e c h n o l o g yb a s e do na d a p t i v ef i l t e r D u r i n gp e
6、r f o r m a n c ea s s e s s m e n t ，b u l i dt h eA Rm o d e lb e t w e e ns y s t e mo u t p u ta n dt h en o i s ea n dt r a i nt h em o d e lt oa d j u s tt h en e t w o r kc o e f f i c i e n tv a l u et om a k et h en e t w o r ko u t p u tc a nt r a c kt h es y s t e mi n p u t ，t h e nr e a
7、 l i z e dt h ec o n t r o l l e rp e r f o r m a n c ea s s e s s m e n t T h e r ea r et w om a i nm e t h o d si nc o n t r o ll o o pp e r f o r m a n c ea s s e s s m e n t - t r a d i t i o n a lm e t h o da n dr a n d o mm e t h o d T h i sp a p e rd i s c u s s e dt h et w ok i n d sp e r f
8、o r m a n c ei n d e i e so fs i n g l el o o pc o n t r o ls y s t e m ，c a s c a d eI I Ic o n t r o ls y s t e m ，f e e d f o r w a r d - f e e d b a c kc o n t r o ls y s t e ma n du s i n gM A T L A B S I M U L I N Kt om a k es o m es i m u l a t i o nr e s e a r c ho fs i n g l ea n dc a s c a
9、 d ec o n t r o ls y s t e m s I nt h ee n do ft h ep a p e r ，t a k et h i sk i n do fp e r f o r m a n c ea s s e s s m e n tt e c h n i q u et ot h ei n d u s t r yc o n t r o ls y s t e m ，a n a l y s i st h ec o n t r o l l e rp e r f o r m a n c ei nD M Fr e c o v e r ys y s t e m ，t h er e s
10、u l ti n d i c a t e d ，s e l f - a d a p tf i l t e rt e c h n i q u eh a v ep r a c t i c a ls i g n i f i c a n ti nm o d e li d e n t i f i c a t i o n ，i tw i l lb eae a s ya n de f f e c t i v em e t h o di nt h ed e v e l o p m e n to fc o n t r o l l e rp e r f o r m a n c ea s s e s s m e n
11、 ts o f t w a r ei ni n d u s t r y K E YW O R D S ：P I D ，P e r f o r m a n c eI n d e x ，C o n t r o l l e r ，P e r f o r m a n c ea s s e s s m e n t ，M i n i m u mv a r i a n c e ，A d a p t i v ef i l t e r I V目录目录第一章前言11 1 论文研究的目的和意义11 2 论文研究的主要内容及工作简述21 3 国内外文献综述21 3 1 控制器性能评价的发展及现状21 3 2 性能评价
12、技术在工业控制领域的应用4 1 4 本章小结5第二章控制器性能评价方法研究。72 1 闭环系统性能评价方法7 2 2 确定性方法72 2 1 单回路控制系统9 2 2 2 串级回路控制系统1 0 2 2 3 前馈控制系统1 2 2 3 随机性方法1 42 4 控制器性能评价的其他方法1 72 5 传统性能指标的优点和不足1 7 2 6 本章小结1 8第三章基于自适应滤波器的最小方差估计1 93 1 典型离散参数模型1 93 2 自适应模型的特点与建模方法2 23 3 自适应滤波器介绍2 33 4 自适应模型及估计的递推算法2 63 4 1 最小均方误差准则和基于梯度估计的算法2 63 4 2L
13、 M S 算法与自适应A R 模型3 03 5 本章小结3 2第四章过程控制回路的控制器性能评价3 3V北京化工大学硕士学位论文4 1 控制器性能评价算法与系统3 34 1 1 最小方差准则原理3 4 4 1 2 时间延迟的定义3 74 1 3 最小方差性能评价算法及步骤3 9 4 1 3 1 单变量情形3 9 4 1 3 2 多变量情形4 0 4 2 单回路反馈控制系统性能评价4 44 2 1 单回路系统性能评价算法4 44 2 1 1 最小方差控制的反馈控制不变项【4 9 1 4 64 2 1 2F C O R ( F i l t e r i n ga n dC o r r e l a t i o na n a l y s i s ) 算法4 84 2 2 仿真分析4 94 3 串级控制系统性能评价5 l 4 3 1 串级控制系统简述5 14 3 2 串级系统性能评价算法5 24 3 3 仿真分析5 3 4 4 前馈一反馈控制系统性能评价5 44 4 1 前馈一反馈控制系统简述5 44 4 2 前馈一反馈控制系统性能评价算法5 6 4 5 本章小结5 8第五章控制器性能评价系统的实现5 95 1D M F 回收过程及其计算机控制系统! ! 一i 。5 95 1 1D M F 回收工业过程5 95 1 2 计算机控制系统
