多变量内模控制的仿真研究

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1、摘要多变量内模控制的仿真研究在现实化工过程中，多变量系统广泛存在，由于存在各回路之间的加大较大耦合、多时滞等特性，而传统的单变量PID控制的方法难于保证控制精度或难以控制。本文选取典型多变量化工过程系统为研究对象，提出了基于全极点近似的时滞系统的内模PID控制，提出了两种基于v规范型解耦的多变量内模控制设计的新方法，进行了多变量内模滤波器寻优，简单研究了主控变量法和广义逆法的胖系统多变量内模控制。具体如下：1．提出了基于全极点近似的时滞系统的内模控制，将全极点近似法引入内模控制设计，并将其应用于IMC．PID的转化过程，推导出了IMC．PID控制器

2、参数计算的一般通式，便于仿真编程的实现，及在多变量内模控制中的直接应用。仿真结果表明，全极点近似法的近似程度高，系统的控制效果好，且仍具有很强的鲁棒性。2．提出了两类基于v规范型解耦的多变量内模控制设计的新方法：基于v规范型的新型多变量解耦内模控制和基于v规范解耦环节的多变量内模控制。分别对其进行系统性地解耦分析，详细推导控制器设计，得到控制器设计的一般通式，得到不同类型的v规范型解耦的IMC．PID转化结构，分别形成了较为完整的控制分析和设计方法的体系。3．将NLJ优化算法引入两种新型的多变量内模控制方法，以一种改进的综合跟踪特性与解耦特性的IT

3、AE指标最优为目标，对滤波器参数进行I北京化丁大学硕上学位论文寻优，仿真结果证明，控制良好，抗干扰能力强，且易于在工程中DCS的应用。4．针对胖系统研究了两种内模控制方法：主控量法和广义逆法。仿真结果表明，控制效果良好。本文率先进行了多变量系统的IMC．PID设计研究，并给出了可行性的方法，是一个创新。关键词：内模控制，多变量系统，解耦控制，纯滞后，NLJ优化ⅡTheSimulationResearchonMultivariableInternalModelControlAlgorithmABSTRACTInreality，manychemical

4、processisacomplexmultivariableinstability,andtime-delaysystem，andthereisgreatercoupling，whilethetraditionalmethodofPIDcontrolcannotbesolved．InthispapeLtheall·polesimilarityisproposedforthetime—delayofIMC—PIDsystem，andwestudytypicalmulti—variablesystemsforthechemicalprocessstud

5、yandproposetwodesignmethodswhichbasedontheV—normdecouplingofthenewmulti-variableIMCdesignandoptimization．NLJoptimizationalgorithmhasbeenusedinthistwoIMCmethod．Forfatsystems，twokindsofIMCdesignmethodshavebeenproposed：mainmanipulatedvariablemethodandgeneralizedinversemethod．Asfo

6、llows：1．Theall-polesimilarityisproposedforthetime—delayofIMC-PIDsystem，putintointernalmodelcontrolforthefirsttime，appliedtoIMC-PIDofthetransformationprocess，andderivedfromtheIMC-PIDcontrolparameterscalculatedGeneralformulatofacilitatetherealizationof"mlationprog】"g．Thesimulati

7、onfitsshowthattheentire)olesimulatlonprogramming1heslmulatlonresultsSNOWtllatmeentirepole●approximationmethodsimilartothehighlevelofeffectivesystemsofcontrolandstillhasstrongrobustness．Ⅲ北京化工大学硕上学位论文2．ItisproposedtwomethodsofV-normdecouplingmulti—variableIMCdesign：multi—variabl

8、eV—normdecouplingIMCdesignandmulti-variableIMCdesignwithV-nor