说说复杂控制的定义
2023年02月04日 12:50:34
来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台
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复杂控制是工程师在约束条件下，充分发挥才智，创造性解决控制问题产生的控制方案的汇总。复杂控制来源于实践，其实反映了工程师解决多变量控制问题的思路，更像一个群英会。例如三冲量本质上属于前馈联合控制，前馈控制则是和PID控制不同的控制方式，分程控制实际上仍是一个单回路PID控制，阀位控制擅长自由度处理属于协调优化控制方案。
复杂控制是个缸，只要和单回路PID不同就往里装。这让我们非常困惑不能理解什么是复杂控制。基于PID的控制策略改进方案都属于PID。但是使用新控制算法的不属于我们说的复杂控制，例如内模控制器，ADRC控制器，单变量MPC等等。属于PID参数整定范畴的不属于复杂控制，例如均匀液位控制。属于单回路控制方案配对选择的属于控制设计也不是复杂控制。推断控制也和我们定义的复杂控制无关。
是复杂控制的高级应用，属于前馈串级的组合控制不需要特别强调。交叉限幅属于多变量复杂逻辑优化的范畴也是复杂控制的高级应用。常见的支路温度平衡也是使用多个复杂控制组件的复杂控制高级应用。
这些说法虽然很笼统全面但是都不是复杂控制的本质。我们最近提出了一种关于复杂控制定义，这种定义利于我们理解复杂控制。
1、单回路是一切控制的基础和核心，如果单回路能解决问题绝不引入其他控制策略；2、单回路的性能不能接受可以考虑克服控制侧干扰的串级控制和或克服过程侧干扰的前馈控制。当然也可以组合使用这些策略。如果还是不能满足要求则可能是方案或者设备的问题；3、当涉及多变量协调时复杂控制三个分类：①被控变量优先级切换使用超驰控制；②操纵变量优先级切换的分程控制；③操纵变量优先级切换的阀位控制。多被控变量和多操纵变量的系统设计要根据变量间的关系从优先级和自由度分析入手。常见的多变量控制系统的方案都是基于分程/阀位+超驰控制。如果不存在MV饱和或者本质是SIMO/MISO的系统可能只需要被控变量或者操纵变量的优先级切换算法。
适用于直接到多个最终控制元件，并按固定顺序使用的多操纵变量场合。优先使用分程控制解决多操纵变量协调问题，如果涉及状态串级、快速性和经济性的不同等就需要使用阀位控制来解决多操纵变量协调。一般来说阀位控制的速度要慢一些更侧重优化。
复杂控制方案设计原则复杂控制=单回路变结构改进+多回路协调优化
基础组件：PID、串级、前馈
逻辑工具：超驰、分程、阀位
1、控制目标2、模型关系3、变量配对4、优先级5、自由度分析
作者：冯少辉博士(现从事*控制工作，有一线十几年工作经历，真正理论联系实际的过程控制专家)
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