多参数控制多变数控制(Multivariable control)是指对多变数系统实现的控制 。多变数系统(multivariable systems)是指具有多个输入量或输出量的系统 。
【多参数控制】多变数控制系统必须要安装许多调节器及运算器才能进行控制 , 仅在某些特殊的情况下使用 。
多参数控制历来用模拟调节器进行控制时 , 除了对应一个控制变数选择一个操作变数以外 , 也可控制多个独立单环所组成的过程 , 从而对整个过程进行控制 。但是生产过程在本质上是多参数系统 , 而且变数之间有种种影响 。因此 , 在设计控制系统时 , 要儘可能避免互相影响 。为了避免互相影响使控制性能变坏 , 对于有些即使本来需要控制的变数也宁可放弃而不控制 。这样就不可避免地要出现所谓“失控”现象 。例如 , 在蒸馏塔的控制系统中 , 对塔顶或塔底的任何一个组成部分进行自动控制时 , 就可以发现还存在有不能进行自动控制的“失控”等现象 。近年来 , 在化工生产过程中 , 设备间的互相影响正在显着增加 。因此 , 一个操作变数会影响到许多控制变数 。再有 , 一个控制变数也能支配受许多操作变数影响的 , 作为多参数系统的整个控制过程 。想要在控制过程中消除影响 , 必须同时把许多参数综合起来加以控制 , 这样的控制方式 , 就是多参数控制 。在以前 , 多参数控制系统必须要安装许多调节器及运算器才能进行控制 , 仅在某些特殊的情况下使用 。但是 , 随着DDC直接数字控制系统的普及 , 多参数控制系统实现起来也就更加经济了 。
![多参数控制](http://img.gansulong.com/220816/21501029E-0.jpg)
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简介具有一个以上输入或一个以上输出的系统 , 在那里任一输入的变动产生来自一个以上输出的一个回响 , 叫做多参数系统 。一般说来 , 会有m个输入和l个输出 , 如图所示 。如果了l=m , 这系统叫做方形系统 。
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如果任一输入的变动产生来自一个以上输出的一个回响 , 那幺这是由于系统中某种内部耦合或传输通路引起的 , 通常 , 当处理一个特定输入时 , 一个特定的系统输出端会比其他输出端起更大的回响 , 其他输出端对这个物入变动的回响叫做互动作用 。各个方面都出现多参数系统 , 例如电气 , 机械和化学工程 , 经济 , 医学工程 , 管理系统和环境系统.(来自热力学领域的)多参数系统的一个例子是汽车用双轴式气轮机.它有一组装在功率锅轮机进气端的可变几何形状的喷嘴 , 如图中的方框示意图所示 , 这个系统具有燃料流量、功率涡轮机喷嘴角度两个独立输入和必须控制的燃气发生器速度、功率涡轮机进气口温度两个输出变数 。操纵任何一个输入都产生两个输出的变化 。不互相影响的控制研究一下下图的反馈控制系统 。假设其中:
![多参数控制](http://img.gansulong.com/220816/215010J23-2.jpg)
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y——控制变数矢量;a——操作变数矢量;u——干扰变数矢量;r——目标设定变数矢量;P——过程特性矩阵F一干扰特性矩阵 矩阵的元素gij , fij , cij是传递函式.C——控制算法矩阵 。状态控制上一节叙述了不互相影响的控制 , 不互相影响的控制并不是最佳控制 , 另外 , 对于外来干扰的控制也比较困难 。因此 , 目前关于多参数控制系统 , 又提出了种种控制方式·这些控制方式既利用了系统的外部变数 , 也利用了系统的内部状态变数 , 并且 , 在控制过程中做到不互相影响 , 从而获得良好的控制性能 。在这些控制方式中 , 这里主要阐述高桥提出的关于DDC多参数控制系统的设计方法 。在多参数控制过程中加上反馈 , 构成串级系统 , 适当地选择反馈环节 , 既可改善整个系统的动态特性 , 又便于对整个系统加以控制 。基于这些考虑 , 因此 , 可线上性控制对象的模态域中决定控制算法矩阵.这里的模态域 , 是指线性控制对象的矩阵为了Jordan棕準型的状态空间 。研究一下用以下的公式所裘示的n阶线性定常控制对象:现在研究图所表示的串级控制系统 。亦即 , 从影响内部状态变数的p中检测出必要的信息y , 然后用第2个闭环控制矩阵尺来进行反馈控制 , 实际上想要控制的控制变数 , 通过主反馈迴路与设定值相比较 , 从而得到主控制矩阵的输入 , 主控制器的输出m成为第2个反馈迴路串联起来构成串级控制 。
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