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作者：张永亮北京化工大学

学位级别：硕士

复杂控制回路是工业领域中普遍使用的控制策略,被广泛应用的有串级控制回路、前馈-反馈控制回路以及均匀控制回路。其稳定有效的运行是保证安全稳定生产的重要因素。在设计初期,这些复杂控制回路的控制效果较为理想。但由于实际工况不稳... 详细信息

复杂控制回路是工业领域中普遍使用的控制策略,被广泛应用的有串级控制回路、前馈-反馈控制回路以及均匀控制回路。其稳定有效的运行是保证安全稳定生产的重要因素。在设计初期,这些复杂控制回路的控制效果较为理想。但由于实际工况不稳定,缺乏及时的维护和实时监测手段,导致复杂控制回路的控制性能衰退甚至不能满足控制要求。因此,本文以确保复杂控制回路控制性能为目的,针对复杂控制回路的性能评价及性能自愈进行了研究。首先,本文提出基于综合性能指标的控制回路性能评价及自愈方法,根据评价指标:稳定指标、跟踪指标、消耗指标评价控制回路性能。针对复杂控制回路的特性,建立相应的评价准则。当控制性能不佳时,采用内模控制方法在线优化控制器参数,引入调节灵敏度函数和互补灵敏度函数提升控制器鲁棒性和跟踪性能,实现控制回路性能自愈。通过仿真实验验证了所提方法的可行性,工业实践应用证实了所提方法的可行性和有效性。其次,提出了一种基于ISE-TSV指标和新型神经动力学（ZNN）模型自适应的控制器性能评估及自愈方法。首先采用积分平方误差（ISE:integral squared error）和总平方变异（TSV:total squared variation）指标评价复杂控制回路的控制性能。其次提出基于ZNN模型自适应的控制器性能自愈方法,对控制器参数进行优化,以此来恢复控制性能。最后结合实际工业模型,通过仿真应用验证了所提方法的有效性和可行性。最后,通过设计控制器性能评价及自愈软件,实现对复杂控制回路的性能评估和实时监控。并开发了网络信息发布平台,实现远程监测维护。应用实践表明,所开发软件的应用提高了控制回路维护效率,提升了实际装置的自控率和有效投用率。

关键词：复杂控制回路性能评价自愈 ISE-TSV 新型神经动力学线性矩阵不等式

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