第8章：先进过程控制技术详解与特点

本章深入探讨了过程控制系统与仪表中的先进过程控制技术，这部分内容主要集中在第8章，针对传统的PID控制的局限性进行了扩展。PID控制，尽管在过去几十年间是主流，但它在处理特性复杂、需要高精度控制或特殊工艺流程时显得力不从心。这些传统控制方法基于经典控制理论的频域分析，对单回路系统进行设计，然而其适应性和灵活性有限。 从50年代起，控制领域的进步引入了更多复杂的控制系统，如串级、比值、前馈、均匀和Smith预估控制，这些系统通过状态反馈、状态观测器和最优控制等现代控制理论方法得以实现，能更好地应对复杂过程和高精度需求。现代控制理论的发展极大地推动了自动化技术的革新。 进入60年代后，随着过程工业规模的扩大和对控制质量的提升，先进过程控制（APC，高等过程控制）的概念应运而生。这一概念没有固定的定义，通常指的是能够超越常规PID控制，提供更优控制效果的策略，例如自适应控制、预测控制、专家控制、模糊控制、神经网络控制和推理控制等。 自适应控制是先进控制的一个关键分支，它突破了假设被控过程参数恒定的限制。在实际生产环境中，对象特性会随时间变化，这对常规PID控制提出了挑战。自适应控制通过动态调整控制器参数，能够更好地适应工艺参数的改变，从而保持控制品质稳定，提高产量和产品质量。 本章重点介绍了这些先进的控制方法，它们在复杂工业过程中展现出了显著的优势，不仅提高了控制效率，还满足了工业界对生产过程控制精细化和智能化的需求。随着计算机技术的发展，计算能力的增强为先进控制的实施提供了坚实的基础。总体来说，第8章的内容为读者展示了从传统控制向现代、智能控制转变的趋势和技术细节。