一种关联回路的控制性能评价方法.pdf

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1、一种关联回路的控制性能评价方法李昕泽。等一种关联回路的控制性能评价方法AnApproachforPerformanceAssessmentofCorrelatedControlLoops李日斤汗李宏先(北京化工大学信息科学与技术学院，北京100029)摘要：考虑到关联回路的控制性能会彼此影响，从关联控制回路的内部扰动传递特性分析入手，将控制回路的方差分解为受自身控制器影响和受关联回路影响两部分。将回路间的扰动信息作为关联回路中某个回路评价的辅助基准．以排除关联回路中各个回路之间性能的相互干扰对评价结果的影响。通过讨论PID参数对内部扰动的

2、影响。提出一种能够减少对其他控制回路扰动的控制器PID参数整定办法。仿真结果验证了该方法的有效性。关键词：控制回路最小方差PID控制器性能评价参数整定中图分类号：TP273文献标志码：AAbstract：Inconsiderationofthecontrolperformanceofcorrelatedcontrolloopsisinteractedtoeachother-onthebasisofanalyzingthetransfercharacteristicsofinternaldisturbanceofthecorrelatedc

3、ontrolloops，thevarianceofthecontrolloopsisdecomposedintotWOparts。i．e．。t}Ieinflueneeofcontrolleritselfandtheinfluenceofcorrelatedloop．Byadoptingthedisturbanceinformationbetweenloopsastheauxiharyevaluationbenchmarkforcertainloop-theinflueneeofthemutualinterferenceonperforma

4、ncetotheresultofevaluationiseliminated．ThroughdiscussingtheinfluenceofPIDparameterstointernaldisturbance，thetuningmethodforPIDparametersthatcanreducethedisturbancetoothercontrolloopisproposed．Theresultofsimulationverifiestheeffectivenessofthemethod．Keywords：ControlloopsMi

5、nimumvariancePIDeontroHerPerformanceassessmentParametertuning0引言近年来，控制回路之间的相关性对控制性能的影响受到广泛的关注；然而目前的多变量控制性能评价方法都不能在这个问题上给出令人满意的答案。1996年，Harris等把单变量最小方差控制准则引入到多变量控制系统中，利用多变量谱因子分解和多变量丢番图方程的解来描述多变量控制系统的性能⋯。Huang等拓展了这一思想．提出了系统滤波和相关性分析算法，并通过把单变量回路中的时间延迟引申为关联矩阵．最终将该算法推广到多变量系统心。]

6、。Isaksson和Burch等提出了PID控制回路的性能评估和监测方法M。7]。Ko&Edgar给出了以PID参数为自变量的闭环输出的直接表达式。采用迭代算法计算可达的最优PID控制回路性能及相应的最优PID参数[8]。Harris利用方差分析的思想，在分析前馈．反馈系统内各部分扰动的作用后，形成了一个总方差。9J。这种对前馈．反馈控制系统中各部分扰动作用进行分析的思路也是本文主要分析思想的来源。修改稿收到日期：2012—04—21。第一作者李昕泽(1984一)，男，现为北京化工大学控制科学与工程专业在读硕士研究生：主要从事控制器性能评

7、价以及控制回路关联分析的研究。1关联回路控制性能分析关联控制系统框图如图1所示。图1关联控制系统框图Fig．1Blockdiagramofthecorrelatedcontrolsystem图1中，q和G。分别为被控对象模型；GA。和G删为两个回路之间的关联模型；CA和C。分别为两个回路的PID控制器模型；Ⅳ^和％分别为两个回路的噪声模型；n。和a。分别为施加在A、B两回路的噪声。若两个控制回路的设定值均不发生变化，则有：^，1巧2再--乙：％aA+高忑D鲋(1)匕=丽N忑B％+丽1忑巩。(2)10PROCESSAUTOMATIONINS

8、TRUMENTATIONVoL34No．3March2013一种关联回路的控制性能评价方法李昕泽。等耻一YsCBGB。--酱旷丽CBGBA％％=一YACAGAB=鬻盱丽CAGas。鲋整理式(3