控制系统性能评估中干扰通道模型的选择

2012年03月21日15:55:11 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

金晓明，周　超
浙江大学智能系统与控制研究所，浙江杭州

摘　　　要：控制系统性能评估是过程控制领域的研究热点，理论研究得到了极大重视，在工业上也得到了一定的应用。性能评估的理论依据较小方差控制律属于随机系统较优控制范畴，与传统的控制理论中控制系统通常作为确定性系统来研究存在差异。Ｅｒｉｋｓｓｏｎ等人曾注意到在某些条件下，基于较小方差控制的性能评估结果可能存在问题。简略介绍了单回路反馈控制中的较小方差控制实现，以及ＡＲＭＡ和ＦＣＯＲ两种性能指标估计算法，并在Ｅｒｉｋｓｓｏｎ等人工作的基础上，针对典型的一阶／二阶加纯滞后过程以及积分加纯滞后过程进行仿真实验，对比控制系统的设定值跟踪性能，研究了干扰通道模型的不同对性能评估结果的影响，较后指出在应用性能评估方法时需根据干扰信号注意样本序列的选取。

１　引　言
在经典控制理论中，控制系统通常作为确定性对象来研究，相应地控制系统的性能通过设定值跟踪、抗阶跃干扰等确定性性能来表征。设定值跟踪性能的典型指标包括回复时间、超调量、平方误差积分ＩＳＥ、绝对误差积分ＩＡＥ等［１］。鲁棒性能也是控制器设计的重要目标，以求控制系统在发生模型失配时，依然保持稳定和良好的控制品质［２］。确定性性能与鲁棒性能由于其特点，一般用于控制器的设计与整定，很难用于控制系统性能的在线监测与评估。１９８９年，Ｈａｒｒｉｓ提出一种基于较小方差控制的性能指标和评估方法，适合控制系统性能的在线监测，奠定了控制系统性能评估理论的基础［３４］。Ｈａｒｒｉｓ利用的较小方差控制属于随机系统较优控制范畴［５６］，而传统的控制理论中控制系统通常作为确定性系统来研究，因此下面这个问题一直受到学者的关注：采用Ｈａｒｒｉｓ的方法得到的性能评估结果是否能完全表征控制系统的性能？Ｅｒｉｋｓｓｏｎ等人曾注意到ＡＲＭＡ型干扰下，性能评估结果表明Ｄａｈｌｉｎ控制器的性能甚至低于纯比例控制器［７］。本文以典型的工业过程为研究对象，结合仿真实验来研究上述问题。

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