
下面是文中的部分觀點(diǎn):
盡管學(xué)術(shù)界常常將模型預(yù)測控制作為先進(jìn)控制的首選方法,但其在其他過程工業(yè)中的應(yīng)用速度比預(yù)期的要慢得多。復(fù)雜控制是大多數(shù)過程工業(yè)中常用工具。然而,他們在很大程度上被學(xué)術(shù)控制世界所忽視。甚至PID控制器在很長一段時間內(nèi)被學(xué)術(shù)界認(rèn)為是過時的。學(xué)術(shù)界自從1950年左右作為一門學(xué)科出現(xiàn)以來,在很大程度上忽視了在實(shí)踐中使用的控制方法,特別是在過程工業(yè)中。主要原因可能是人們認(rèn)為工業(yè)中使用的控制方法過于簡單和專用,很快就會被更現(xiàn)代和更通用的方法所取代。第二個原因是復(fù)雜控制方案都是為解決具體問題的功能擴(kuò)展沒有在一個系統(tǒng)的框架內(nèi)提出。第三個原因,正如福斯指出:學(xué)術(shù)界在很大程度上忽視了結(jié)構(gòu)問題,即決定控制什么(輸出,CV)以及如何通過配對輸入(MV)和輸出(CV)將系統(tǒng)分解為分散的控制器。
在過程控制應(yīng)用程序中,關(guān)于所有過程變量的信息通常是集中的。因此應(yīng)用分散控制的主要動機(jī)是它更簡單,而且通常足夠好。它允許獨(dú)立的控制器整定,而不需要描述過程中的詳細(xì)動態(tài)和相互作用的過程模型。雖然理論上多變量控制器可能總是優(yōu)于分散控制器,但是這種性能增益必須與獲取和維護(hù)多變量控制所需的過程模型的成本相權(quán)衡。
“對經(jīng)典控制結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)闡述往往缺乏系統(tǒng)和整體的視角。從控制規(guī)范到選擇控制結(jié)構(gòu)的步驟很少是明顯的,而且通常不清楚手頭的問題是否可以通過其他結(jié)構(gòu)來解決。因此,對于一個沒有經(jīng)驗(yàn)的用戶來說,設(shè)計(jì)一個新的控制結(jié)構(gòu)來解決給定的問題或組合幾個結(jié)構(gòu)是不容易的。相比之下,模型預(yù)測擴(kuò)展的設(shè)計(jì)無疑更加系統(tǒng)化?!?/span>
H?gglund 等得出結(jié)論,除了PID控制器整定之外,在研究和開發(fā)中,復(fù)雜擴(kuò)展幾乎是一個被忽視的領(lǐng)域。他們說,“與連接PID控制器的基本控制結(jié)構(gòu)相關(guān)的工作很少”,“這一領(lǐng)域的進(jìn)步具有巨大的潛力,因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)在過程工業(yè)普遍存在。
控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也被稱為全廠控制,過程包括:
1. 控制目標(biāo)
2. 根據(jù)目標(biāo)確定可測量的被控變量
3. 根據(jù)因果關(guān)系確定操縱變量
4. 連接被控變量和操縱變量的結(jié)構(gòu)
控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程藝術(shù)性很強(qiáng),需要對工藝過程、過程控制的深刻理解。這也是問題所在。這些學(xué)術(shù)界很少關(guān)注的復(fù)雜控制方案在工業(yè)應(yīng)用普遍應(yīng)用。缺乏學(xué)術(shù)上的關(guān)注,意味著學(xué)生在這些方法上沒有得到適當(dāng)?shù)挠?xùn)練,也沒有發(fā)展出適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法。目前,控制工程師關(guān)于復(fù)雜控制的主要知識來源是基于先前設(shè)計(jì)的范例。學(xué)術(shù)界可以幫助糾正這一點(diǎn),并且有很大的改進(jìn)潛力。除了數(shù)學(xué)上的普遍性和嚴(yán)謹(jǐn)性外,研究目標(biāo)還應(yīng)包括技術(shù)的工業(yè)用途和效益,分解和簡單是很重要的。簡單的控制解決方案更容易實(shí)現(xiàn)、理解、整定和更改。
Greg Shinskey特別提出了其他更專業(yè)的解決方案,應(yīng)該被認(rèn)為是一個重要的創(chuàng)新者和思想的源泉,應(yīng)該努力去理解和擴(kuò)展他的解決方案,并發(fā)展理論。
