闭环回路控制多指标性能评价

摘要

随着网络技术的进步，工业生产也逐步开始实施信息化控制生产。在工业4.0及智能工化工厂的大潮下，对生产回路的性能监测成为了大势所趋。在实际的现场中，不管是何种先进控制系统，都是以闭环单回路为基础。单回路的自动控制投用率及自动控制效果是提高产能、减少人工的根本所在。在生产过程中进行回路的性能评价，就是协助操作人员维护控制器及反应过程中的相关设备，从而能够得到最优产能。本文提出的多指标综合性能评价，根据不同指标反映出的不同问题，可以帮助现场操作人员直接快速地定位问题根源，有目的地解决问题，减少损失，提高产能，以达到安全稳定的生产。基于上述内容，开发控制性能评价软件，并且在湖北某化工厂测试，运行稳定。
　　本论文主要包括以下几个方面:
　　1.通过子空间辨识法得到闭环回路控制系统总体模型，以及过程对象模型。通过状态模型和传递函数之间的转换。得到过程对象的传递函数。得到模型后，即可根据自动控制理论中的各项指标，计算闭环的相关性能指标。
　　2.详述性能评价的各项指标，综合评定闭环生产过程的控制性能。指标针对的不仅仅是控制器，根据计算结果还可反推出工艺和设备上的问题。各项指标本身的计算结果，具有直观性易读性，各项指标指标之间能够相互协作，结合多项指标综合后，更具有指导性。
　　3.开发了控制性能评价软件，通过OPC采集工业现场数据，使得数据采集方便，计算数据结果多，得出结果指标多，对于综合评价回路性能后的维护工作有指导作用，并在工业现场进行使用测试，运行稳定。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题目的及研究意义

1．2 子空间辨识方法

1．2．1 子空间辨识方法简介

1．2．2 子空间辨识研究现状

1．3 控制性能评价

1．3．1 控制性能评价简介

1．3．2 控制性能评价研究现状

1．4 本文主要内容

第二章 控制系统模型

2．1 闭环模型与脉冲响应

2．2 子空间辨识

2．2．1 子空间辨识方法计算步骤

2．2．2 有色噪声下的辨识

2．3 小结

第三章 性能评价指标

3．1 回路响应指标

3．1．1 脉冲响应和频域响应图

3．1．2 相对性能指数

3．2 振荡指数和振荡周期

3．3 有效投用率

3．4 Matlab仿真

3．5 小结

第四章 控制性能评价软件

4．1 数据采集

4．1．1 OPC采集

4．1．2 读取离线文件数据

4．2 基础数据计算

4．3 综合评价指标计算

4．4 工业实际应用

4．4．1 网络结构

4．4．2 结果展示

4．4．3 带来的改进

4．5 小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

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