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撰文:冯少辉
复杂控制(ARC-Advanced Regulatory Control)是基于PID算法的组合控制算法。包括:串级控制、比值控制、前馈控制、超驰控制、分程控制等。
串级控制:2个PV,一个回路一个PV,只有一个控制器输出到最终控制元件,主回路输出是副回路的设定值,通常用于主回路PV响应缓慢、副回路PV响应快(快3-10倍)的过程。

比值控制:一个控制器确定PV之间的期望比值,然后一个PV乘以该比率成为第二个PV的设定值。当自然流量改变时,自然流量的比率乘以自然流量确定控制流量设定值。

前馈控制:观察到扰动;当扰动发生变化时,前馈绕过PID,不等待干扰对PV的影响和由此产生的“偏差”,按比例加到PID输出。干扰可以是单个测量,也可以是多个测量的计算组合。

超驰控制:把生产过程中对某些工业参数的限制条件所构成的逻辑关系迭加到正常的自动控制系统上去的组合控制方案。系统由正常控制部分和取代控制部分组成,正常情况下正常控制部分工作,取代控制部分不工作;当生产过程某个参数趋于危险极限时但还未进人危险区域时,取代控制部分工作,而正常控制部分不工作,直到生产重新恢复正常,然后正常控制部分又重新工作。这种能自动切换使控制系统在正常和异常情况下均能工作的控制系统也叫选择性控制系统。

分程控制:PID控制器有一个线性输出,这个线性输出边变换后输出到多个执行机构上。

复杂控制的大多数技术在模拟控制时代就已经知道。然而,除了偶尔出现的串级回路外,成本、可靠性等问题阻碍了它们的应用。这些复杂技术的成功之日是在引入DCS之后,在APC广泛应用之前。复杂控制的复杂性在简单PID控制和模型预测控制之间。复杂控制是PID控制算法的高级应用,在模型预测控制出现之前是解决多变量问题的主要手段。复杂控制由于不需要额外的软硬件也是低成本解决复杂过程控制问题的有效方法。
复杂控制除了常见的这几种还有很多。但是均匀控制只是PID参数整定规则的特殊要求,多冲量控制说白了就是前馈加串级,推断控制改进了检测元件,这些控制虽然都比较复杂但是我个人认为不属于复杂控制的单独分类。
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