基于H∞最优灵敏度串级控制研究和应用.pdf

第 52卷 第 1期 石 油 化 工 自 动 化 Vo1．52，No．1 2016年 2月 AUTOMAT10N IN PETRo—CHEMICAL INDUSTRY February，2016 基于H∞最优灵敏度的串级控制研究与应用 岳婷婷，石红瑞，曹南 (东华大学 信息科学与技术学院，上海 201620) 摘要 ：串级控制系统中，副回路采用内模控制器，可以快速、有效地消除二次干扰；主回路以最优灵敏度为设计指标，由H。。最 优控制理论得到主控制器整定参数，并简化为标准的串级控制结构。将所设计的整定方法通过嵌入 WinCC全局脚本文件 ，使 用 S7—300PLC作为控制器，应用于 “THJFCS一1型现场总线过程控制系统实验装置”，对双容水箱的液位进行控制。实验结果 表明：运用该算法有较快的响应速度，超调量较小，对设定值的跟踪表现也符合要求。 关键词：内模控制 最优灵敏度 串级控制系统 神经网络 中图分类号：TP273 文献标志码：B 文章编号：1007—7324(2016)01—0035—03 StudyandApplicationofCascadeControlBasedonIi。oInfinityOptimalSensitivity YueTingting，ShiHongrui，CaoNan (CollegeofInformationScienceandTechnology，DonghuaUniversity，Shanghai，201620，China) Abstracts：Quadricdisturbancecanbeeliminatedeffectivelyandrapidlybyusinginnermode1 controllerinsecondaryloop inthedesigned cascadecontrolsystem．M inimum sensitivityis usedasthedesignobjectiveinprimaryloop．Regulatingparametersofprimarycontrollercan beobtainedby H。。optimalcontro1theory，andissimplified into standard cascadecontrol structure．TheproposedregulatingmethodisappliedtoTHJFCS-1fieldbussystem process controlexperimentaldevicetocontroltheliquidlevelofdouble-holdingwithembeddedinto globa1scriptofW inCC andusingS7—300PLC ascontroller．Theexperimentalresultsshow fasterresponsespeedandsmallerovershootcanbeobtainedbyusingthisalgorithm．Theset pointtrackingperformancealsomeetstherequirement． Keywords：interna1modelcontrol；H infinityoptimalsensitivity；cascadecontro1system； ne．uralnetworks 在过程控制的发展过程中，前馈反馈控制、自 结构串级控制系统，从设定值跟综、负载扰动抑制 适应控制、Smith预估器、神经网络控制、多变解耦 和系统鲁棒性三个系统指标进行设计。设计的串 控制以及串级控制等都是比较可行的能够满足生 级控制系统如图1所示 。 产要求的高级过程控制系统[1]。其中串级控制系 统由于能有效地解决延迟时间较长、扰动变化剧烈 以及非线性系统的控制问题而得到广泛的应用。 串级控制系统由2个回路组成，可以快速消除 二次干扰的内部副回路，用来完成 “粗调”的任务；