先进控制技术：航空航天到工业过程的稳定驾驭

先进控制技术及应用是一篇针对复杂工业过程自动化领域的深度探讨文章，作者王树青在工业控制技术国家重点实验室的背景下，介绍了自动控制的基本任务以及其在多个关键领域的实际应用。主要内容包括： 1. 自动控制的任务：控制的核心在于确保系统的稳定性和准确性，例如在点火控制中决定燃料供给量，在飞行控制中实现轨迹跟踪，以及在船箭分离和轨道运行中精确管理能源使用和姿态调整。 2. 控制工具技术的发展：重点提及了PID（比例-积分-微分）控制器，作为控制领域的经典方法，它在各种应用场景中持续发挥重要作用。然而，面对复杂工业过程，传统的PID控制可能无法满足需求，因此，更先进的控制策略如模型预测控制应运而生。 3. 先进控制技术：模型预测控制是关键，它结合了模型预测、反馈校正和滚动优化，通过模拟人类操作决策，实现了对系统行为的精细预测和调整，即使在模型不完全准确的情况下也能实现有效控制。 4. 控制策略：根据不同的控制目标，可分为按时间、状态、跟踪或混合控制。控制机构设计时需考虑稳定性判据和性能指标，包括模型辨识、参数整定（人工或自动）、控制器设计、控制系统仿真与培训等步骤。 5. 工业过程自动控制：文章提到，随着20世纪60年代空间技术的进步，现代控制理论得到快速发展，但在工业生产过程中，由于模型依赖性高，出现了寻求对模型要求不那么严格的控制策略，如在70年代提出的模型预测控制。 6. 复杂工业过程的控制：文章特别指出，模型预测控制在航天领域的成功应用后，逐渐转向工业生产，解决了精馏塔等复杂过程的控制问题，如图19.4.1所示的精馏塔变量分析。 总结来说，这篇文章深入剖析了先进控制技术在工业过程中的重要性和应用策略，强调了稳定性在控制中的核心地位，并讨论了如何通过模型预测控制来提高复杂工业系统的控制性能和适应性。