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先進(jìn)控制系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用

文：李方園2013年3月

導(dǎo)語：控制系統(tǒng)是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標(biāo)和功能的管理系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)方面，對(duì)于生產(chǎn)過程中遇到的各種物理量都有相應(yīng)的控制系統(tǒng)。

控制系統(tǒng)是指由控制主體、控制客體和控制媒體組成的具有自身目標(biāo)和功能的管理系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)方面，對(duì)于冶金、化工、機(jī)械制造等生產(chǎn)過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應(yīng)的控制系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上通過采用數(shù)字計(jì)算機(jī)還建立起了控制性能更好和自動(dòng)化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng)，以及具有控制與管理雙重功能的過程控制系統(tǒng)。

但是在實(shí)際生產(chǎn)中，復(fù)雜工業(yè)過程往往具有不確定性（環(huán)境結(jié)構(gòu)和參數(shù)的未知性、時(shí)變性、隨機(jī)性、突變性）、非線性、變量間的關(guān)聯(lián)性以及信息的不完全性和大純滯后性等，要想獲得精確的數(shù)學(xué)模型十分困難。因此，對(duì)于過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，已不能采用單一基于定量的數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)控制理論和控制技術(shù)，必須進(jìn)一步開發(fā)高級(jí)的過程控制系統(tǒng)，研究先進(jìn)的過程控制規(guī)律，以及將現(xiàn)有的控制理論和方法向過程控制領(lǐng)域移植和改造等方面越來越受到控制界的關(guān)注。這些先進(jìn)控制系統(tǒng)包括模糊控制、自適應(yīng)控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、學(xué)習(xí)控制和基于信息論的智能控制等。

本期由王乃旭撰寫的《基于模糊控制算法在水泥回轉(zhuǎn)窯監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用》以水泥回轉(zhuǎn)窯鍛燒系統(tǒng)為背景，對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)進(jìn)行了控制算法的設(shè)計(jì)和仿真研究，應(yīng)用MATLAB仿真軟件中的模型辨識(shí)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真得到了水泥回轉(zhuǎn)窯鍛燒系統(tǒng)的各個(gè)監(jiān)控參數(shù)的辨識(shí)模型?？紤]系統(tǒng)時(shí)變、滯后等特性的影響，針對(duì)系統(tǒng)主要的監(jiān)控參數(shù)，利用辨識(shí)出的模型進(jìn)行了模糊控制算法的設(shè)計(jì)。

由王隨平等撰寫的《基于模糊自適應(yīng)Smith的氧氣底吹爐溫度控制》一文指出，在氧氣底吹鉛冶煉過程中，氧氣底吹爐的溫度狀態(tài)對(duì)粗鉛質(zhì)量及整個(gè)工藝流程的節(jié)能起著至關(guān)重要的作用。常規(guī)Smith預(yù)估控制對(duì)模型準(zhǔn)確性要求較高，而控制系統(tǒng)一旦受到外部環(huán)境影響，則實(shí)際系統(tǒng)模型與所建立的模型會(huì)出現(xiàn)偏差，控制效果會(huì)受到影響，甚至不再滿足控制要求。針對(duì)模型失配的情況，提出了結(jié)合模糊PID控制和模型參考自適應(yīng)Smith的溫度控制系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明，模糊自適應(yīng)Smith預(yù)估控制器在一定的模型失配的情況下仍然具有良好的控制效果。

控制系統(tǒng)工業(yè)

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