温度控制中英文翻译

　　温度控制中英文翻译基于DDE的PI设计及其在气化炉温度控制中的应用Ya-liXue,Dong-haiLi,Jing-gongLiu清华大学热能工程系电力系统国家重点实验室中国北京，清华大学摘要：本文讨论了一种基于预期动态方程的PI的整定方法。通过使用乃奎斯特稳定判据，对基于DDE方法计算出的的参数的稳定域和传统PI的计算结果进行了比较。基于DDE的PI整定方法应用在了气化炉的温度控制上。仿真结果显示出了整定的代价更低，性能更好，从而验证了该方案的可行性。关键字：PI控制；稳定性；预期动态方程；气化炉控制概况介绍尽管从上世纪以来，大量的PID的整定方法被提出来，新的整定方法依然在不断涌现以提高控制系统的性能，促进设计过程，或者延伸系统可用的范围。大部分PID的整定都是基于理论分析亚美体育APP下载地址，经验公式或者数值优化。一些有名的PID整定公式，例如Ziegler-Nichols，GPM，IMC极点分布等等，由于它的简单易行，广泛的应用于实际的工业系统中。但是这些公式经常被限定于一些特殊的过程系统中，比如一阶或二阶带有时滞的系统。对于时间的滞后需要采取一些模型简化或者近似处理，这些会带来模型误差，最终导致难以获得理想的系统性能。在以较大的代价进行精确的模型辨识和数值计算的前提下，数值优化可以获得最优的性能。最近这几年，一种基于动态预期方程的方法被提了出来（本文中用DDE-PID表示）。这种方法已经应用在六种使用相同整定过程的典型系统中，证明了它的可行性和有效性。另外，这种DDE-PID法中的待定参数有其独特的物理意义，并且这些参数可以被单独整定。本文将讨论DDE-PID中参数的稳定域。并且将此方法用于气化炉的温度控制中，以验证它的可行性。2.DDE-PID的整定方法考虑下图（Fig1）的一个闭环反馈系统。图中，是过程输出的所对应的理想输入，是控制变量。是一个稳定的线性时不变系统，是个PIDDE-PI的整定方法源于一个非线性的一阶公式：是扩展的状态观测器，它用来估计和补偿过程的不确定性。决定了系统的响应速度并且选取的值要符合预期动态方程是一个中间变量。是待整定的参数，它决定了系统的稳定性。通过求解方程(3)-(5)，可得它和传统的PI是等价的，只要下面的关系式成立：，就可以很容易的得到方程（2）中的PI的参数。按照预期动态方程，这里的参数要先被整定。并且对于一个实际系统而言，参数应该在一个可用的范围内选择。然后，再选择合适的参数以满足系统的稳定性和性能指标的要求。以上的PI整定方法就是基于DDE的，因此在本文中用DDE-ID来表示。为了改善系统的性能，引入了一个比例因子，进而方程（7）可以被重新写为这里有三个待整定的参数同样，依据DDE先整定参数，再去确定更多的仿线..DDE-PID参数的稳定域尽管DDE-PID的参数是单独整定的，提前获取参数的取值范围还是有用的。事实上，DDE是不可以任意给定的，否则就找不到控制策略可以让系统稳定。参数也是一样。这里，通过已知的频率响应去计算稳态过程的DDE-PID参数。是分别代表实部和虚部。由于开环传函G除了原点外不存在不稳定的极点。依据Nyquist稳定判据，闭环反馈系统是稳定的条件是：当且仅当Nyqiust曲线）中的Nyquist轮廓线个部分：很容易发现此时。就是平面的原点。只需要研究的部分就足够了（另一部分可以根据对称原则求得）。对于方程（7）中的关系式时，它的变化轨迹如下图Fig2..(b)所示。因而当ω变到时，如果下面的两个条件都满足的情况下，G的Nyquist轮廓线）对于一个给定的参数，能够使闭环系统稳定的的取值范围（用来表示）可以用下面的步骤来计算：计算并且由等式（12）形成一个对于的约束方程。用来表示。如果约束方程没有解，那么否则，扫描中的参数如果所有的个关于代换到不等式之中，就可以得到一系列的关于h的约束条件。比例的的取值范围就是满足这些不等式的的交集。例1:考虑一个传递函数如下所示的系统0.1（15）（16）的区域是Fig.3(b)中的蓝色区域。Fig.3(b)中的粗红线显示了以DDE为基础的能让系统稳定的PI参数的范围。这只是标准PI可取的参数范围的一部分。这也就可以解释在引入比例因子L以后系统性能提高的原因了。3.2的稳定域遵循同样的分析方法，对于一个给定的，方程(13)-(14)可以重新写成下面的形式：（17）（18）同样，对于比例，有：（19）（20）对于一个给定的，在（8）的k的稳定域可以用一下步骤求到：1）计算并且由等式（12）形成一个对于的约束方程。用来表示。2）解（19-20）的式子，得到关于L的约束条件。用表示。3）对于每个，解等式（19）得到的稳定域可以从的交集中求得。的稳定域可以得到扩展，并且相应的DDE-PID的参数可以覆盖稳定域中的大部分区域（即Fig.3(b)图中的第一象限）。由于参数对于k