D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1982.01.005 北京钢铁学院学报 1982年第4期 实现多变量自校正调节的一种方法 自动控制教研室舒迪前刘立 摘 要 本文从建模方法出发，讨论了实现多变量自校正调节的一种方法。采用适当的 模型类型，可以直接用解析法计算最小方差控制律，并在自校正调节时，使需要在 线辨识的参数个数减少，便于在小型机上实现实时控制。用此法对电加热炉进行控 制的结果表明：其控制精度较PID和LQG法为高。 一、引 言 受随机干扰的生产过程的控制问题，已提出过多种方法，常用的有经典的PID调节器， 应用现代控制理论的基于二次型高斯问题(LQG问题)的设计的最优控制器等，但所有这 些方法的共同问题是当模型的参数随着时间的推移而缓慢变化时，控制器的参数不能作相应 的修改，从而影响了控制效果。此外应用LQG方法设计控制器时，需要解非线性Riccati方 程，算法复杂。 Peferka,v(1970)【1和Astro m,K.J.(1973)【21提出的自校正调节器，Clarke, D.W.【)提出的自校正控制器为解决线性系统在随机干扰下的控制问题，提供了一种简单 可行的方法，它不要求对系统噪声的准确估值，采用递推算法在线辨识参数，即可直接得到 能适应过程模型参数缓慢变化的调节器参数，使被控系统输出方差为最小。此法近年来在一 些单变量系统中已有应用，如造纸机、矿石粉碎机、三十多万吨超级油轮的自动驾驶仪、醋 酸蒸发器等。 对于多变量系统的自校正调节器，则讨论得较少一些，Astro m只推导了单变量系统 自校正调节器最小方差控制律的算法I),Keviczky,L.(1977))和Borison,ULF, (1979)【6]将其推广到多变量系统，但多变量自校正调节器在工业上的应用，则尚不多 见【11。本文从适当选择模型类型，离线拟合一便于分解成多个系统的模型出发，讨论多变 蓝最小方差控制律的计算及自校正调节器在电加热炉上的一种实现方法。 二、多变量系统的最方蓉控制 自校正调节器推算到多变量系统时，要求仍然保持单变量系统中的算法简单，便于在线 辨识控制的特点，基于这-想法，就要求我们选择适当的模型类型(TyP)找到一种能将 所研究的多变继系统分解为多个单变量子系统，面山每个子系统所要辨识的参数个数较少， 36北 京 钢 铁 学 院 学 报 年第 期 实现多变量 自校正调节的一种方法 自动控制教研 室 舒 遭前 刘 立 摘 要 本 文从建 模方 法 出发 ， 讨 论 了实 现 多变量 自校正 调 节的一 种方 法 。 采 用适 当的 模型 类型 ， 可 以直接用 解 析法计算 最小方差 控制律 ， 并在 自校正 调 节时 ， 使铸要在 线 辨识 的参数个 数减少 ， 便 于在 小 型机上 实现实 时控制 。 用 此法对 电加 热炉进 行控 制的结果 表明 其 控制精度较 和 法 为高 。 一 、 引 言 受 随机干扰 的生产 过 程 的控 制 问题 ， 已提 出过 多种方 法 ， 常用 的 有经典的 调 节器 ， 应用 现代控 制理 论的 荃 于二 次 型 高 斯 问题 问题 的 设 计 的 最 优控 制 器等 ， 但所 有这 些方 法的共同 问题是 当模型 的 参数随 着时 间的推 移而缓 慢变 化时 ， 控 制器 的 参数不能作相 应 的 修改 ， 从而影响 了控 制 效果 。 此 外应 用 方 法 设计控 制 器 时 ， 需 要解非线性 方 程 ， 算法 复杂 。 ， 一 工“ 和 ， “ 提 出的 自校正调节 器 ， ， 〔 〕 提 出的 自校 正控 制 器为 解决线性 系统 在随机 干扰 下的控 制 问题 ， 提供 了一种简单 可 行的方 法 ， 它 不 要求对系统噪声 的 准确估值 ， 采 用递推 算法在线辨识 参数 ， 即可直接得 到 能适应 过 程 模型 参数缓 慢 变化的 调节器 参数 ， 使被控 系统输出方差为最小 。 此 法近 年来 在一 些 单变量 系统中已有应 用 ， 如造纸机 、 矿石 粉碎机 、 三 十多万 吨超级 油轮的 自动 驾驶仪 、 醋 酸蒸发 器等 。 对于 多变量 系统 的 自 校 正 调节 器 ， 则讨 论得 较 少一 些 ， 只推导 了单变量 系统 自校正 调节器 最小方差控 制律 的算法 ‘ ， ， 毛 和 ， ， “ 将其推 广 到 多变量 系 统 ， 但多 变 量 自 校正调 节器 在工 业 上的应用 ， 则尚不多 见 ‘ “ 。 本 文从适 当选 择模型 类型 ， 离线拟 合一便 于 分解成多个系统 的 模型出发 ， 讨论多变 虽 最 小方 差控 制律的计 算及 自校 正调 节 器 在 电加 热炉 上的一种 实现方 法 。 二 、 多变 量 系统的最 、 方 左 控 制 自校正调 节器推 算到多变量 系统 时 ， 要求仍然保持单变量 系统 中的 算法简单 ， 便 于 在线 辨识控 制 的特点 ， 摧 于这 一 想 法 ， 就 要求我 们选 择适 当的 模型 类型 找到一种 能将 听研 究 的 多 变 量 系统 分解为 多个 单变量 子 系统 ， 而且每 个子系 统所 要辨 识 的 参数 个数较 少 ， DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1982．04．005