化工仪表及自动化：自适应与预测控制系统解析

"化工仪表及自动化第9章.pptx主要涵盖了自适应控制系统和预测控制两类新型控制系统。自适应控制系统能根据系统参数的变化自动调整控制器参数，以保持系统的最佳运行状态。预测控制则通过预测模型和滚动优化实现过程的最优控制。" 详细内容： 自适应控制系统是自动化领域中的一个重要概念，其核心思想是通过实时获取系统信息，监测和适应对象特性的变化，进而调整控制器的可调参数，确保系统始终处于最优工作状态。自适应控制主要分为四种类型： 1. 变增益自适应控制：这种控制策略通过识别影响对象参数变化的辅助变量，并根据预设的表格调整控制器增益，以达到最佳控制效果。 2. 模型参考自适应控制系统：设计稳定的自适应算法，使系统性能得以提高，目标是使实际系统行为尽可能接近参考模型的行为。 3. 直接优化目标函数的自适应控制系统：这类系统的目标是最小化特定目标函数，通过随机逼近方法找到最佳的可调参数，即使在对象参数变化时也能保持最优运行。 4. 自校正控制系统：在原有控制系统基础上增加外回路，包含对象参数辨识器和控制器参数计算机构，能自我调整以适应系统变化。 预测控制是另一种重要的控制系统，它以预测未来过程输出为基础，具有以下特点和组成部分： 1. 预测模型：预测模型可以根据当前控制输入和历史信息预测未来过程输出，如MAC（Model Algorithm Control）使用单位脉冲响应，DMC（Dynamic Matrix Control）则依赖于阶跃响应。 2. 反馈校正：预测控制结合了模型预测和反馈信息，增强了抗扰动能力和处理系统不确定性的能力。 3. 滚动优化：预测控制是一种优化控制策略，通过对某一性能指标进行最优化，决定未来的控制动作，考虑到过程的未来行为。 4. 参考轨迹：预测控制还涉及设定期望的过程行为轨迹，通过控制算法确保实际过程接近这个设定轨迹。 这些技术在化工等复杂过程控制中有着广泛的应用，能够有效地提升系统的稳定性和效率。