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张建明 浙江大学智能系统与控制研究所 2016年05月19日
多变量过程解耦控制 张建明 浙江大学智能系统与控制研究所 2016年05月19日
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主要内容 多变量控制系统设计 解耦器的设计原理 线性串级解耦器 线性前馈解耦器 非线性稳态解耦器
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多变量控制系统设计 经合适输入输出变量配对后，若关联不大，则可采用常规的多个单回路PID控制；
若系统稳态关联严重，而且动态特性相近，则需要进行解耦设计。
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解耦设计的条件 对象 #1： 对象 #2： 讨论：该选择哪种变量配对？是否需要解耦? 即使是最好的变量配对，仍存在强耦合 两回路动态特性接近
两被控变量同等重要 对象 #1： 对象 #2： 讨论：该选择哪种变量配对？是否需要解耦?
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解耦器设计原理 设计解耦器以消除两回路间的交叉作用，即：
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串级解耦方案#1 解耦条件 ?
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串级解耦方案#1 实现问题？
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串级解耦方案#2 若
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串级解耦方案#2 问题： （1） MVs初始值如何选取？（2）控制器“手动/自动”切换时或某一MVs受限时，上述系统如何工作？
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前馈解耦方案
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前馈解耦控制器设计 动态解耦器： 稳态解耦器： 两个解耦环节又构成一个回路。讨论该回路的正负 前馈解耦器实际应用中可能存在的问题?
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非线性稳态全解耦器设计原理 基本设计思想： 其中,
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非线性稳态三角解耦设计原理 基本设计思想：
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调合过程非线性稳态 三角解耦举例 稳态模型： 令
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调合过程非线性稳态 三角解耦设计 U1变化不会影响y2
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调合过程非线性稳态 全解耦设计举例 稳态模型： 令
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调合过程稳态 全解耦设计举例（续） 稳态模型： 非线性解耦器：
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调合过程非线性解耦器实现 解耦器： V1=y1 V2=(c1-c)/(c1-c2)
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调合过程非线性解耦 仿真结果
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多变量系统的 耦合分析与解耦设计小结 相对增益的概念 过程增益矩阵的获取与相对增益矩阵的计算 CVs 与 MVs 配对原则
基于传递函数方块图的串级与前馈解耦设计 基于过程机理的非线性稳态解耦设计
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