外文翻譯--內(nèi)嵌于可編程控制器的先進(jìn)控制算法 中文版

1 內(nèi)嵌于可編程控制器的先進(jìn)控制算法 a 布爾雅那，斯洛法尼亞 洛法尼亞 氣工程系，盧布爾雅那，斯洛法尼亞 ,盧布爾雅那，斯洛法尼亞 典，希臘 非亞，保加利亞 2004年 4月 23日收到； 2005年 5月 15日接收 摘要 ： 本文介紹一個(gè)新穎的非線性自動(dòng)調(diào)節(jié)控制器 入可編程邏輯控制器的先進(jìn)控制算法）。它打算 使控制成為高度非線性的過程。過程的適當(dāng)變化改善了其操作范圍，包括三個(gè)先進(jìn)控制算法。它被設(shè)計(jì)成使用以代理為基礎(chǔ)的概念的系統(tǒng)，應(yīng)用的目標(biāo)是自動(dòng)裝置一些組態(tài)任務(wù)。這個(gè)過程以一組被證明用了在線升級(jí)程序的低命令局部連接，模型為代表。程序被一套低秩序局部的線性的模型代表。這個(gè)程序?qū)⒛Ｐ丸b別和前后鑒別步驟聯(lián)合起來，提供可行的運(yùn)算控制器監(jiān)控和評(píng)估控制裝置執(zhí)行閉環(huán)系統(tǒng)?？刂圃?個(gè)執(zhí)行裝置被應(yīng)用在液位控制系統(tǒng)領(lǐng)域。 （ 2005 關(guān)鍵詞 ： 控制過程；模糊模型；工業(yè)控制；基于模型 的控制；可編程邏輯控制器；自調(diào)整調(diào)節(jié)器 1、 序言 模擬控制理論提供了很多的控制方法來完成控制，非線性過程控制比只用常規(guī)在線控制方法的效率更高，他的優(yōu)勢在于準(zhǔn)確的過程模型（ 991;997;997）。調(diào)查（ 998;999）指出相對(duì)于那些供給很少的建成并已交付使用的產(chǎn)品，先進(jìn)控制器具有相當(dāng)大的而且正在增長的市場需求。 先進(jìn)控制算法的結(jié)果是優(yōu)秀的 ，它基于模糊的參數(shù)整定時(shí)間（ 997; 002） ,多重模型控制 (003; 2000)和自適應(yīng)控制 ( 1994; 000)，這些都在文中提到了。然而，在提供給工業(yè)用途的這些方法中有很多的限制，總結(jié)如下： 1、 因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活問題的差異性，一個(gè)單獨(dú)的非線性控制方法有一個(gè)相 鄰領(lǐng)域的適合關(guān)系。因此工業(yè)要求更靈活的方法或?qū)崿F(xiàn)工具。 2、 新的方法通常不會(huì)在準(zhǔn)備使用的工業(yè)類型中得到。習(xí)慣設(shè)計(jì)要求相當(dāng)多的努力、時(shí)間和金錢。 3、 硬件要求是比較高的，因?yàn)閳?zhí)行和計(jì)算要求的復(fù)雜性。 4、 調(diào)節(jié) (2002)和維護(hù)方法的復(fù)雜性使非專門研究工程師不引人注目。 5、 非線性的可靠性模擬通常是個(gè)問題。 6、 很多非線性程序能被著名和在工業(yè)上被證實(shí)的 個(gè)大量的直接的性能增加的（金融的獲得） 當(dāng)以高階的取代一個(gè)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)時(shí)被要求。 不恰當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)控制方法的維護(hù)費(fèi)可能比較不明顯。 這些工作的 目標(biāo)是說明一個(gè)透過使用以代理為基礎(chǔ)的系統(tǒng)概念的系統(tǒng)（ ( 1995)來解決上述一些問題的先進(jìn)控制器。最主要的目的是用部分自動(dòng)化的試車程序來簡化控制器組態(tài)，這典型地被控制工程設(shè)計(jì)師執(zhí)行。 件具有像自治權(quán)（不需要人直接干預(yù)的操作），社會(huì)能力（和其它對(duì)象交互作用），活性（對(duì)環(huán)境的感覺和反應(yīng)），支持活躍（面向目的的行為，自動(dòng)化）等特性。這項(xiàng)工作不是提出 是這些同樣也適用于基于 領(lǐng)域。在這個(gè)上下文中，一些限制被考慮到了。例如：自主性受限制，高度的可靠性和預(yù)測等級(jí)被要求，涉及到的范圍問題是受傳感器的讀數(shù)限制的，具體的硬件平臺(tái)被使用等等。 制器的功能是用自動(dòng)實(shí)驗(yàn)和調(diào)節(jié)來簡化控制?？刂破鞯囊粋€(gè)區(qū)別的特性是演算法在 控制器參數(shù)從一種非線性程序模型自動(dòng)地被調(diào)節(jié)。這個(gè)模型由操作模擬實(shí)驗(yàn)由一個(gè)新穎的在線學(xué)習(xí)程序發(fā)信號(hào)獲得。這個(gè)程序使用局部學(xué)習(xí)方法（ 997, p. 188）的模型鑒別。測量數(shù)據(jù)被批量智能處理。附加的步驟是在鑒別之后被執(zhí)行，是為了改進(jìn)模擬的可靠性。比較自適應(yīng)方法，利用循環(huán)的鑒別 ( 000)是連續(xù)的。 非線性模型包含一組局部的低秩序線性的模型，它們每個(gè)在一個(gè)特殊操作區(qū)域有效。使用一個(gè)構(gòu)成的確定時(shí)間的變量活躍的局部模型 ( s )被選擇。這個(gè)控制器是對(duì)于單輸入單輸出過 3 程特殊設(shè)計(jì)的，可能含有一個(gè)干擾檢測。另外，控制器的應(yīng)用范圍取決于所挑選的控制算法?？刂破鞯囊粋€(gè)組件允許在適用于很 多不同的程序的控制算法的范圍中使用?？刂破鞅O(jiān)控導(dǎo)致的控制執(zhí)行結(jié)果并且對(duì)發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤作出反應(yīng)。 控制器中有實(shí)時(shí)模塊（ 組態(tài)工具（ 行全部的實(shí)時(shí)控制功能，在線學(xué)習(xí)和控制執(zhí)行監(jiān)控。 ，通過提供引導(dǎo)和設(shè)置缺省參數(shù)值來簡化組態(tài)步驟。 下文的線索如下：第 2節(jié)介紹 三節(jié)給出 后，第四節(jié)描述這個(gè)控制器在試驗(yàn)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，在這里它用在液位閥測試裝置中影響不同。 2、運(yùn)行時(shí)間模塊 1給出 號(hào)預(yù)處理進(jìn)程（ 在線學(xué)習(xí)進(jìn)程（ 模型信息進(jìn)程（ 控制算法進(jìn)程（ 運(yùn)算管理（ 圖 1 運(yùn)行時(shí)間模型概要 4 和 1990)提出，包含一些 別是 s(k)提供的時(shí)間之后和補(bǔ)償?shù)囊?、?級(jí)命令分時(shí)連接模型。這個(gè)模型方程式的局部首要模型條件是： )()()()1( ,（ 1） 同時(shí)，這個(gè)模型方程式的第二條件模型是 )1()()1()()1()()1(,2,1,2,1,2,1 （ 2） 這里的 y（ k）是過程的輸出信號(hào) u(k)是過程的輸入信號(hào)， v（ k）是可選擇的干擾檢測信號(hào)（ u對(duì) j， bi,j,ci,j和 這組 局部模型能用一個(gè) 個(gè)模型在一個(gè)二級(jí)命令模型的情況下可用下面的方式表達(dá)： ,21 1,1,21 1,1,21,1)()1()()()()1()()()1()()()()1(（ 3） 這里 j（ k）是 型關(guān)于可變列表現(xiàn)實(shí)值 s（ k）的全體函數(shù)關(guān)系的值。正常的三角函數(shù)關(guān)系功能被使用，如圖 2所示 圖 2 在 確定時(shí)間的變量 s ( k )被系數(shù) 用質(zhì)量總數(shù)。 )()1()()()( （ 4） 系數(shù)被工程師配置成一樣給非線性過程。 5 估由信號(hào)激發(fā)的局部模型的參數(shù)。最近導(dǎo)出的參數(shù)只有當(dāng)它們通過驗(yàn)證和證明是比目前的情況好的時(shí)候才被提交給 個(gè)輸出信號(hào)的間隔在過程中有足夠的激發(fā)因素可用。它使信號(hào)成批智能運(yùn)行。用局部學(xué)習(xí)方法，一個(gè)先進(jìn)的批量智能概念是決定適應(yīng)模型是被實(shí)時(shí)執(zhí)行還是跟著延時(shí)允許在應(yīng)用前檢測來鑒別結(jié)果。因此，更好的意思是數(shù)字選擇控制已經(jīng)給出。 分配計(jì)算時(shí)間的問 題要求鑒別出現(xiàn)大量智能數(shù)字過程（相反的在線循環(huán)過程在自適應(yīng)控制器中典型應(yīng)用）。這個(gè)問題用多任務(wù)操作系統(tǒng)來解決。 以一個(gè)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)在后臺(tái)運(yùn)行。 實(shí)時(shí)信號(hào)的保護(hù)被 護(hù)的有關(guān)部分被復(fù)制給進(jìn)一步過程。 快速激發(fā)的抑制在開始時(shí)被操作，因此信號(hào)的處理只能在它們包含激發(fā)因素是被運(yùn)行。如果標(biāo)準(zhǔn)有效的保護(hù)低于它們的下限時(shí)，執(zhí)行被取消。偏離了信號(hào) r（ k）， y（ k）， u（ k）和v（ k）。 線學(xué)習(xí)程序一直比新的局部模型鑒別排列在參數(shù)前。因此，活動(dòng)的 履行設(shè)置的模型參數(shù)被用于局部模型不再被鑒別（見 2、 3節(jié)）。 如果全體函數(shù) j（ k）的保護(hù)活動(dòng)被超過最低保護(hù)限度的活動(dòng)糾正，局部模型被選擇。只有被選擇的局部模型含有更多的過程。 使用被 003)發(fā)展的模糊的儀器的變量 ( 辨識(shí)方法，局部模型的模型參數(shù)被辨識(shí)。它是一種延伸指定的 1987 )，基于局部的學(xué)習(xí)方法 ( 1997年 )。局部的學(xué)習(xí)方法基于所有局部模型的參數(shù)將不再是一種單一的衰退運(yùn)算中被估計(jì)的假定。與全面的方法比較它是更不容易傾向于故障條件和局部最小的問題的。 這種方法充分被適于工業(yè)的運(yùn)算 (直覺，非線性的模型的漸進(jìn)的構(gòu)成，適度的計(jì)算要求 )的需要。它能夠使因?yàn)椴蛔愕拇碳げ皇枪烙?jì)適當(dāng)?shù)木植磕Ｐ偷目偭砍蔀榭赡?。?dāng)所有局部模型目前尚未被估計(jì)時(shí)，它在最初組態(tài)階段是有效和可靠的。另一方面，在最佳附近收斂性是緩慢的。因此，它很有可能產(chǎn)生比使用 非線性的方法適宜的一個(gè)較壞的模型。下列簡要地描述程序。 6 模型辨識(shí)為了每一個(gè)選擇的局部模型 (按索引 單獨(dú)地被執(zhí)行。初始估計(jì)參數(shù)向量及協(xié)變性矩陣 05種初始 I (單位矩陣 )。 模糊最小平方 )估計(jì)， j ， j ( k )對(duì)于質(zhì)量。計(jì)算被執(zhí)行遞歸避免矩陣倒置。 模糊的儀器的變量 )估計(jì)， j 為了防止噪音使結(jié)果退化，一個(gè)死區(qū)用于每一 當(dāng)程序輸出和其預(yù)測之間的絕對(duì)的質(zhì)量區(qū)別在構(gòu)成噪音下限之上，參數(shù)和協(xié)變性矩陣的向量最新。 在缺乏從到的分支中的或者從到的模型分支中的刺激的情況下 u v y (，以及當(dāng)措施擾動(dòng)全然不是出席的 )，帶有減少的參數(shù)評(píng)估向量的方法的變量被使用。 圖 3 在線學(xué)習(xí)過程 這個(gè)步驟由一個(gè)選擇的局部模型的模擬輸出與局部模型的位置近似的實(shí)際的程序輸出比較執(zhí)行。平均方的誤差 ( 的正常的總數(shù)被計(jì)算。近似被全體定義功能 j。對(duì)于每個(gè)選擇的局部模型，這個(gè)步驟以三套模型參數(shù)被 實(shí)行： j j 帶有最低的 全體的檢驗(yàn)由把包括選擇的裝置的模糊的模型的模擬輸出與實(shí)際的程序輸出比較執(zhí)行。平均的方的誤差 ( 的正?？倲?shù)被計(jì)算。如果與比較全面的檢驗(yàn)結(jié)果被改進(jìn)。 7 由于在線學(xué)習(xí)初始模糊模型選擇裝置被傳輸?shù)?則原來的裝置 j， 為每一處理局部模型， 作為一個(gè)信息索引和一個(gè)標(biāo)志表明模型是否是新的。 兩個(gè)模型結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)單元也被包括 區(qū)時(shí)間單元 ( 估計(jì)程序時(shí)間延遲。全體功能單元 ( 建議一個(gè)新的局部模型是否應(yīng)該被插入。它估計(jì)附加在兩個(gè)相鄰的局部模型之間的一個(gè)的局部模型大多數(shù)是活動(dòng)的。如果導(dǎo)致的模糊模型的全面的有效充分地被改進(jìn)，模型被提交到 原來的模糊的模型比較。 其主要的活動(dòng)處理在線學(xué)習(xí)結(jié)果。當(dāng)可接受的是一個(gè)新的局部模型從 果它傳遞穩(wěn)定檢驗(yàn)和其信號(hào)索引是足夠的，它被接受。如果它被接受，一個(gè) 準(zhǔn)備運(yùn)行 的標(biāo)志是為 一個(gè)標(biāo)志表明 局部模型是否自從開始以來已被調(diào)節(jié)或者并沒有。如果模型信號(hào)索引是十分低的，自動(dòng)模式可能是不完全的。 可以使用 對(duì)模式的變化有用。 在初始的組態(tài)， 們不是確切但是可以提供可靠 (雖然行動(dòng)遲緩 )的控制性能，類似于安全的模式。透過實(shí)驗(yàn)或者正常的運(yùn)算的記錄(當(dāng)條件適合于關(guān)閉回路辨識(shí) )時(shí)使用在線學(xué)習(xí)，被收到逐漸估計(jì)機(jī) 械設(shè)備的一個(gè)精確模型從 干不同的 運(yùn)算的下列的模式被支持： 手動(dòng)的模式：開啟回路運(yùn)算 ( 啟動(dòng)能力約束得到加強(qiáng) )。 安全的模式：帶有保守的一個(gè)固定的 自動(dòng)的模式 (或者帶有不同的調(diào)節(jié)參數(shù)的若干自動(dòng)的模式 )：一個(gè)非線性控制器。 8 享與 括三個(gè)層 : 或者若干個(gè)局部的線性的控制器同時(shí) )的功能提供反終結(jié)保護(hù)，包括對(duì)工業(yè)的控制所需要的每件事，諸如處理約束，碰撞更少模式交換，等等 會(huì)合 )，這樣與控制層一道，固定參數(shù)非線性控制器被制作。 節(jié)的層能夠從 制層和確定時(shí)間的層的參數(shù)按照實(shí)時(shí)控制不是被擾亂的這樣一種模式被取代。 且每一在具體的應(yīng)用中已被證明有效：模糊的參 數(shù)確定時(shí)間的控制器 (死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償控制器 (和管轄作為基礎(chǔ)的神經(jīng)控制器 (在本文中， 圖 4 裝備有反終結(jié)保護(hù)和碰撞更少傳輸。 在 反向傳播的價(jià)值 ) 根據(jù)確定時(shí)間的變量 s ( k )進(jìn)行模糊，而全體局部 模型的 j ( k )發(fā)揮作用。以速度為基礎(chǔ)的線性化的儀 9 器能夠使全面的控制器的活動(dòng)成為可能，它是線性的結(jié)合整個(gè)的運(yùn)算的地區(qū)中的局部的控制器活動(dòng)，不僅是在運(yùn)算點(diǎn)的均衡周圍。這項(xiàng)潛力提供極少局部模型改進(jìn)性能，而在均衡中有更多透明的行為運(yùn)算點(diǎn) ( 1998年； 2002年 )。 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行使用多重的綜合 ( 方法 ( 2001年 )。 1946 )使系統(tǒng)的量級(jí) (振幅 )關(guān)閉回路裝置點(diǎn)反應(yīng)盡可能平和地接近統(tǒng)一。這種在接近循環(huán)系統(tǒng)的一種比較速成和非擺動(dòng)的反應(yīng)中的結(jié)果。計(jì)算 而， 自動(dòng)調(diào)節(jié)的程序透過從 型是轉(zhuǎn)換到連續(xù)時(shí)間局部模型中的。那么，所謂的區(qū)域使用 后， 于 概念，一名富有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師可以選擇透過規(guī)定局部的 使用以模型為基礎(chǔ)的調(diào)節(jié)的程序。 事件被發(fā)現(xiàn)時(shí)，它估計(jì)關(guān)閉回路控制反應(yīng)和一個(gè)全面的性能索引的特性。像 樣，它從 包括三種模塊： 緩沖器前處理器 ( ，形勢分級(jí)器 ( ，和性能估計(jì)者 ( ，正如圖 5所示 . 10 圖 5 當(dāng) 報(bào)時(shí)信號(hào)的緩沖器的有關(guān)的段，這得到 檢查程序是否在穩(wěn)定狀態(tài)中；如果如此，它終止處理。否則，它使信號(hào) 者是否重要等等。參考信號(hào)的一個(gè)步驟變化，測量擾動(dòng)信號(hào)的一個(gè)步驟變化，一場不可測量的擾動(dòng)的一個(gè)事件，或者振蕩的存在。如果對(duì)評(píng)價(jià)的一個(gè)事件可以將加以發(fā)現(xiàn)，并且特性評(píng)價(jià)的條件被完成 (沒有額外的振蕩，信噪比是足夠的，程序反應(yīng)在事件之后安置和在事件 )之前有穩(wěn)定狀態(tài)的一時(shí)期，相應(yīng)的緩沖器間隔被傳輸?shù)?則執(zhí)行被終止 。 定時(shí)間，升高時(shí)間，振蕩衰敗率，和追蹤誤差措施或者規(guī)定誤差措施。使用一個(gè)模糊的評(píng)價(jià)程序，一個(gè)全面的性能索引 ( 也從特性被計(jì)算。 果糟糕的性能被發(fā)現(xiàn)， 1 式。如果振蕩被發(fā)現(xiàn)，其它自動(dòng)行動(dòng)包括，例如，阻塞 為這樣行動(dòng)是高度具體處理的，基于 是他們可以在具體的應(yīng)用中被執(zhí)行。 擬，和調(diào)節(jié)代理的活動(dòng)和分層的套人機(jī)接口 ( 的交談窗口的使用者相互作用。 通常對(duì)控制器調(diào)節(jié)是需要的。 委托程序的控制器組成基本的放置的階段，安全的控制器調(diào)節(jié)的和非線性的模擬和調(diào)節(jié)確定時(shí)間的控制器的程序活動(dòng)的近似的評(píng)價(jià)，和為定期的運(yùn)算構(gòu)成政權(quán)制度。 過自動(dòng)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)支持控制設(shè)計(jì)師。這些實(shí)驗(yàn)包括關(guān)于開啟的或者關(guān)閉的回路中的模型的運(yùn)算點(diǎn)的一系列的步驟變化。此外， 設(shè)模型并且調(diào)節(jié)局部的控制器。當(dāng)帶有機(jī)械設(shè)備的實(shí)驗(yàn)被允許時(shí)，這是控制器的最速成和最可靠的方法調(diào)節(jié)。使用 有選擇性的，如果實(shí)驗(yàn)不是被允許，為實(shí)驗(yàn)確定時(shí)間可能是需要的。在這種情況下中，控制器以安全的模式初始化并且為了模擬處理信號(hào)，并且調(diào)節(jié)被 而，需要的是在運(yùn)算地區(qū)的整個(gè)的足夠的刺激在定期的運(yùn)算期間是可供使用的。模擬的進(jìn)步被 志顯示哪一個(gè)模型已被調(diào)節(jié)，并且他們的信號(hào)索引。 當(dāng)?shù)刂鲃?dòng)性和建議代理在系統(tǒng)組態(tài)期間是有益的時(shí)，這可能在定期的運(yùn)算期間是期望的。因此，在委托的程序結(jié)束時(shí)，系 統(tǒng)可以被構(gòu)成盡可能地簡化運(yùn)算。 運(yùn)算政權(quán)制度的一個(gè)范圍能被使代理和 種在涉及要求各式各樣的應(yīng)用并且可以說明診斷問題的一個(gè)靈活的控制系統(tǒng)中的結(jié)果。這樣，雖然為了非線性程序的控制作為一個(gè)工具設(shè)計(jì)，但是方面控制器也可以為了 些具體的運(yùn)算政權(quán)制度選擇下面被列出了 : 或者 (在定期的運(yùn)算期間 )或者在 下列的預(yù)定的實(shí)驗(yàn) )時(shí)，或者兩個(gè)都是。 時(shí)間。 當(dāng)適當(dāng)在固定的前選擇的位置僅僅估計(jì)局部模型時(shí)， 控制器再調(diào)節(jié)可以在每一 適應(yīng)的 運(yùn)算 )中的模型的變化之后立即自動(dòng)地被觸發(fā)， 12 或者跟隨設(shè)計(jì)師的證實(shí) (自調(diào)節(jié)的 運(yùn)算 )。 在線學(xué)習(xí)也可以用于監(jiān)控沒有控制器調(diào)節(jié)的意圖的程序活動(dòng)，或者是透過或者橫跨有效一個(gè)固定的模型的適應(yīng)。 在開始，系統(tǒng)從一種組態(tài)檔案是初始的，這可以在任何組態(tài)程序的階段放置它。后來，使用 線到 過委托程序的典型的確定時(shí)間的控制器指引設(shè)計(jì)師的有 魔力 的。它旨在于有很少經(jīng)驗(yàn)的使用者。富有經(jīng)驗(yàn)的工程師可以發(fā)現(xiàn)僅僅使用 其中其它任務(wù)的序列是可能的。 程序被分解到小的步驟 ( 25個(gè)交談窗口 )中。按每一步驟，指令被顯示，并且默認(rèn)值被使用單憑經(jīng)驗(yàn)的方法建議，基于已經(jīng)可供使用的信息。矛盾警告可以被顯示。 組態(tài)程序的主要的階段是：基本的放置，控制信號(hào)的選擇，信號(hào)限制，取樣時(shí)間，控制算法，確定時(shí)間的變量，模型秩序。安全的模式組態(tài)：程序活動(dòng) (使用 以被使用 )的評(píng)價(jià)，自調(diào)節(jié) 安全的 控制器參數(shù) (使用 ，可選的性能檢驗(yàn)。 模糊的模型沒有初始化， 模型位置的沒有初始化，局部模型參數(shù)的初始化，局部模型參數(shù)和步驟反應(yīng)的顯示。 默認(rèn)值，高階的自動(dòng)調(diào)節(jié)的參數(shù)的沒有初始化。 默認(rèn)值的沒有初始化，推進(jìn) 默認(rèn)值的沒有初始化，推進(jìn) 局部的控制器調(diào)節(jié)：自動(dòng) (開啟或者關(guān)閉回路 )實(shí)驗(yàn)的序列，在線學(xué)習(xí)和調(diào)節(jié)在每一個(gè)局部模型位置各處使用 性能檢驗(yàn)：在每一個(gè)局部模型位置各處使用 序列。 而，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展環(huán)境對(duì)圖形的使用者接口設(shè)計(jì)與典型的 方面控制器在若干項(xiàng)試驗(yàn)性應(yīng)用中已被測試 ( 003 ) 例如在一 個(gè) 3 上和氣 003)。這在一種儀器上為了測試液壓的電子管提出一種試驗(yàn)性應(yīng)用，位于一種液壓的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備裝置上。儀器的一個(gè)簡化的計(jì)劃如圖 組成配有局部的溫度控制的一 部 鍋爐，三部泵， 圖 6： 液位控制測試儀器（簡單） 一臺(tái)壓力傳感器，一個(gè)電子管檢驗(yàn)用一臺(tái)壓力區(qū)別傳感器站，為了不同的測量方法和一個(gè)延伸容器三塊流量表可以交替地被連接。的泵 3在被并行連接并且在不同的結(jié)合中可以被啟動(dòng)，這樣不同的流量范圍可以被完成。他們裝備有頻率轉(zhuǎn)換板；當(dāng)開啟時(shí)，他們?nèi)渴盏酵瑯拥目刂菩盘?hào) u。 儀器被用來在控制運(yùn)算的條件下的一個(gè)范圍中測試電子管。最重要的控制任務(wù)是在測試的電子管 ( 上透過調(diào)整在線到活躍的泵的控制信號(hào) 序的非線性和時(shí)間不同是因?yàn)橄铝械?: (a)關(guān)于電子管 力區(qū)別通過電子管 與泵旋轉(zhuǎn)速度 有關(guān) )是穩(wěn)定狀態(tài)的二次關(guān)系。 (b)打開的電子管 信號(hào) 般地不是可供使用 (電子管手冊 )的，和 (c)不同的泵 (或者結(jié)合泵 ) 根據(jù)電子管的大小能被使用。 這些因素嚴(yán)重影響程序活動(dòng)，這在基于一個(gè)固定的 當(dāng)運(yùn)用一個(gè)參數(shù)確定時(shí)間的控制器時(shí)為可變的選擇確定時(shí)間是一個(gè)至關(guān)緊要的步驟。當(dāng) 14 使用從 a )可以單獨(dú)容易地被解決時(shí)，條件 ( b )使問題的困難更大。處理模擬被使 用找到一個(gè)適合的確定時(shí)間的變量 （ 1） 。 程序的一個(gè)簡化的模型是作為管道 (下標(biāo)為 p )的一臺(tái)流發(fā)電機(jī)，兩個(gè)阻抗的組成部份，檢查的電子管 (下標(biāo)為 v)和阻抗 (下標(biāo)為 l )組成一部泵的一個(gè)液壓回路。管道中的液體的慣性充當(dāng)一個(gè)誘導(dǎo)的組成部份。使用牛頓第二定律，這被表達(dá)為 )(（ 5） 子管和管道的壓力區(qū)別， m， v， r,和 度，密度，和液體的大規(guī)模流。運(yùn) 用關(guān)于運(yùn)算的點(diǎn)（ p p,p v,p l,Q m）的局部的線性關(guān)系，區(qū)別于 5) 2（ 6） 假定電子管和管道阻抗的特性方程 （ 7） （ 8） 1999 )的部份的起源被計(jì)算 22（ 9） 2（ 10） 在這兒系數(shù) ( 。同樣地， 且從泵特點(diǎn)可以被確 定 （ 11） 6)插在 9)-( 11 )中。液壓的回路的動(dòng)態(tài)的反應(yīng)被方程 (12)描述 )(11 2 （ 12） 或者，使用 9)透過方程 (13)輸出 15 （ 13） 另外，泵控制信號(hào) 頻率轉(zhuǎn)換板描述了泵發(fā)動(dòng)機(jī)的活動(dòng)，必須被給出。它可以 用第一命令標(biāo)志描述 （ 14） 此，被控制者程序的第二個(gè)秩序活動(dòng)是假定的。 觀察 13),p v/Q 可以從可供使用的程序測量方法直接被計(jì)算。為了改進(jìn)在低的測量方法 價(jià)值的商數(shù)計(jì)算的穩(wěn)定，對(duì)于 全約束應(yīng)用。 一旦確定時(shí)間的變量選擇，控制器的使用是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的程序，被 先，一個(gè)傳統(tǒng)的 樣它保持對(duì)運(yùn)算的地區(qū)的穩(wěn)定的控制。那么，局部模型與控制器位置是可選擇的。在這項(xiàng)應(yīng)用中，關(guān)于 因?yàn)閹в谐绦虻膶?shí)驗(yàn)被允許，在每一個(gè)局部模型位置各處包括實(shí)驗(yàn)的典型 程序?qū)⒓右允褂?。在?shí)踐中，這是保證信號(hào)的適當(dāng)?shù)拇碳さ淖詈唵蔚姆椒?。使用安全的模式，程序是帶來到每個(gè)的連續(xù)不斷位置，在其中自動(dòng)調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)被一粒按鈕啟動(dòng)。 開啟回路實(shí)驗(yàn)被更加喜歡 )，注入包含四個(gè)步驟變化的刺激信號(hào)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)呼叫辨識(shí)調(diào)節(jié)的程序并且恢復(fù)原來的模式。對(duì)于頭兩個(gè)局部模型，刺激信號(hào)振幅是 4%。因?yàn)樗鼮榱似渌植磕Ｐ捅辉黾拥?8%改進(jìn)信噪比的較低的程序獲得。 設(shè)計(jì)師確認(rèn)新的控制器參數(shù)之后，自動(dòng)的模式被構(gòu)成。表 1顯示這個(gè)程序上的實(shí)驗(yàn)的調(diào)節(jié) 的程序的結(jié)果。 16 表 1：時(shí)間變量定位，直接時(shí)間局部模型參數(shù)， 間接局部模型參數(shù)，局部控制參數(shù) 圖 7 使用 圖 8 使用 局部模型的開啟回路獲得用 s (和 的依據(jù)。 (13 )，這是在減少 識(shí)的時(shí)間的變化始終如 來似乎與在 而 變化，但是不是可測量的。 1方面的變化，這被用泵活動(dòng) 頭兩個(gè)局部的控制器之間的 少局部的控制器能用于那一點(diǎn)地區(qū)。 控制性能為了使 作使用方面控制器的安全的模式，和 7個(gè)展示被測量程序?qū)υ诋?dāng)使用 電子管 中的壓力區(qū)別在上面被顯示，泵控制信號(hào) 樣最理想的反應(yīng)在 時(shí)壓力增加，反應(yīng)變得震蕩。 圖 8展示當(dāng)使用 信號(hào)之外如圖 7所示，確定時(shí)間的變量 所示 的 種反應(yīng)在整個(gè)的運(yùn)算區(qū)上方是最理想的。 17 圖 9 電子管壓力控制設(shè)計(jì)使用 驗(yàn)基臺(tái) 不論小心的選擇和修正演算法減少計(jì)算的要求， 種更多經(jīng)濟(jì)有效的解決。執(zhí)行這種引導(dǎo)應(yīng)用中的方面控制器的 處理機(jī)的三菱 于得克薩 斯儀器 0一三菱 700 序工業(yè)中的被關(guān)閉回路控制應(yīng)用的一種圖形的開發(fā)工具 ,2001)其它 過一分層的套菜單 (諸如：使用 勢顯示，放置 綜述，實(shí)驗(yàn)放置，在線學(xué)習(xí)放置，模型參數(shù)，模型狀態(tài)， . 圖 9顯示電子管壓力控制計(jì)劃在 憾地，目前草寫的版本還沒有表明 先進(jìn)自調(diào)節(jié)的非線性執(zhí)行一個(gè)工業(yè)的 括在本文中提出的一若干項(xiàng) 18 引導(dǎo)應(yīng)用也被完成。與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 用 外，這種性能在實(shí)踐中被在一些運(yùn)算的點(diǎn)各處執(zhí)行一系列短的實(shí)驗(yàn)使用在線學(xué)習(xí)程序容易地完成自調(diào) 節(jié)，。模塊的多代理結(jié)構(gòu)促進(jìn)控制系統(tǒng)的評(píng)論能干靈活性，這樣它為了各種各樣的要求容易地被構(gòu)成。工作目前朝著使用的簡單和在新的程序中的運(yùn)用的容易中的較進(jìn)一步改進(jìn)被指導(dǎo)。一有前途的未來研究方向從在線學(xué)習(xí)程序中的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)中的 可以導(dǎo)致對(duì)自適應(yīng)控制的可靠性的一種積極的貢獻(xiàn)。 作者愿意承認(rèn)所有其它設(shè)計(jì)組成員的貢獻(xiàn)。方面設(shè)計(jì)透過 2002軟件是 歐洲 ,同時(shí)， 決的專利 0029。 參考文獻(xiàn) R., J., A., & P. 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