先进控制技术及其在工业中的应用

"先进控制技术及应用-先进控制技术及应用" 本文主要探讨了先进控制技术及其在工业控制领域的应用。作者王树青来自先进控制研究所和工业控制技术国家重点实验室，内容涵盖自动控制的基本任务、控制工具的发展、PID控制、过程控制技术的应用以及先进控制技术的实例。 自动控制的任务主要包括点火控制、飞行控制、船箭分离控制、轨道运行和返回控制等。这些任务涉及多种控制方式，如按时间控制、按状态控制、跟踪控制以及它们的混合。控制的核心目标是确保系统的稳定，无论是避免自然灾害或人为因素引起的不稳定，还是在工业过程中维持平衡。 控制方法通常基于负反馈和前馈原理。设计一个稳定的控制系统需要考虑性能指标，例如动态性能，并通过模型辨识来确定控制器参数。在实际应用中，还需要进行系统投运、维护和仿真培训。 复杂工业过程的先进控制策略，如模型预测控制（MPC），在60年代随着空间技术发展而兴起，并在70年代被引入到工业生产中。MPC的特点在于模型预测、反馈校正和滚动优化，模拟了人类操作者的决策过程。 以精馏塔为例，控制目标包括保持塔内的温度、压力、产品质量等参数稳定，同时优化能量消耗。通过控制进料、回流、加热和冷却等变量，可以实现精馏过程的自动调节和伺服控制，确保精馏塔的高效运行。 先进控制技术是确保工业过程安全、稳定、高效运行的关键。它不仅包括传统的PID控制，还涵盖了更复杂的控制策略，如模型预测控制，以应对不断变化的工况和日益增长的自动化需求。随着科技的进步，先进控制技术将持续推动工业控制领域的创新和发展。