[发明专利]化工开环不稳定串级过程的解耦控制系统

摘要

一种化工开环不稳定串级过程的解耦控制系统，由给定值响应控制器、镇定给定值响应的控制器、扰动观测器、被控中间级稳定过程和末级不稳定过程的辨识模型以及信号混合器组成。给定值响应采用开环控制方式，通过在前向通道上设置比例或比例微分控制器来镇定不稳定串级过程。利用中间级过程辨识模型的输出与实际中间级过程的输出之间的偏差量以及全局串级过程辨识模型经镇定后的输出与实际末级过程的输出之间的偏差量，由内外环中的扰动观测器调节处理，消除负载干扰信号的影响。本发明的控制系统能够保持良好的鲁棒稳定性，可以在较大范围内适应串级过程建模误差以及过程参数摄动。

主权项

1、一种化工开环不稳定串级过程的解耦控制系统，其特征在于由给定值响应控制器C、镇定给定值响应的控制器Pc、控制内环的扰动观测器F1、控制外环的扰动观测器F2、中间级过程辨识模型$P_{1m}=P_{1\mathrm{mo}}{e}^{-{\theta }_{1m}s},$ 末级过程辨识模型$P_{2m}=P_{2\mathrm{mo}}{e}^{-{\theta }_{2m}s},$ 和五个信号混合器组成，其中第一个信号混合器设置在给定值响应控制器C的输出端处，它有一路正极性输入端和两路负极性输入端，其输出分两路，一路连接第二个信号混合器的正极性输入端，另一路连接中间级过程辨识模型P1m的输入端；第二个信号混合器设置在实际中间级过程P1的输入端处，它有一路正极性输入端和一路负极性输入端，其输出端连接实际中间级过程P1的输入端；第三个信号混合器设置在全局串级过程辨识模型$P_{1m}{P}_{2m}=P_{1\mathrm{mo}}{P}_{2\mathrm{mo}}{e}^{-({\theta }_{1m}+{\theta }_{2m})s}$ 的输入端处，它有一路正极性输入端和一路负极性输入端，其输出端连接全局串级过程辨识模型P1mP2m的输入端；第四个信号混合器设置在实际中间级过程P1的输出端处，它有一路正极性输入端和一路负极性输入端，其输出端连接控制内环的扰动观测器F1的输入端；第五个信号混合器设置在实际末级过程P2的输出端处，它有一路正极性输入端和一路负极性输入端，其输出端连接控制外环的扰动观测器F2的输入端；外部给定值输入信号连接给定值响应控制器C的输入端，给定值响应控制器C的输出分两路，一路连接第一个信号混合器的正极性输入端，另一路连接第三个信号混合器的正极性输入端；镇定给定值响应的控制器Pc的输入端连接全局串级过程辨识模型P1mP2m的有理部分P1moP2mo的输出端，镇定给定值响应的控制器Pc的输出分两路，一路连接第一个信号混合器的一路负极性输入端，另一路连接第三个信号混合器的负极性输入端；控制内环的扰动观测器F1的输入端连接第四个信号混合器的输出端，控制内环的扰动观测器F1的输出端连接第二个信号混合器的负极性输入端；控制外环的扰动观测器F2的输入端连接第五个信号混合器的输出端，控制外环的扰动观测器F2的输出端连接第一个信号混合器的另一路负极性输入端。