2512热电偶的基本定律-浙江大学-控制科学与工程学院

息； 积累控制经验； 在一定的评价标准下进行估值、分类、决策； 不断改进系统品质； 具有搜索、识别、记忆、修改和优化等功能； 特别适用于解决非线性等常规控制难以解决的问
题。
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内容
1、学习控制概述 2、基于模式识别的学习控制 3、迭代学习控制 4、重复学习控制
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一、学习控制概述
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学习系统的分类
按是否在线分：
离线可训练系统 在线自学习系统
按是否有监督分：
有师学习 无师学习
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学习控制的定义
学习控制能够在系统进行过程中估计未知信息， 并据之进行最优控制，以便逐步改进系统性能
学习控制是一种控制方法，其中的实际经验起 到控制参数和算法类似的作用
如果一个学习系统利用所学得的信息来控制某 个具有未知特征的过程，则称该系统为学习控 制系统
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学习控制的数学描述
在有限时间域[0, T]内，给出受控对象的期望的响 应yd(t)，寻求某个给定输入uk(t)，使得uk(t)的响应 yk(t)，在某种意义上获得改善；其中，k为搜索次 数，t[0, T]。称该搜索过程为学习控制过程。当 k→∞时，yk(t) →yd(t) ，该学习控制过程是收敛的。
常规反馈控制环（先验的补偿器） 自适应环 学习环
期望输出 +-
控制输入
常规控制器
被控系统
输出
自适应控制
学习控制
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学习控制的结构方案
基于模式识别的学习控制
用模式识别方法对输入信息提取和处理，提供控制决策和学习适 应的依据。
迭代学习控制
反复应用系统以前运行得到的信息，以获得能够产生期望输出轨 迹的控制输入，改善控制质量。
受控对象或过程的先验知识全部或局部未知，则采用以下 两种方案：

二、开口系能量方程
图中的开口系在 dt 时间内进行了一个微元过程：
有dm1的微元工质流入进口截 面1－1，有dm2的微元工质流
出出口截面2－2
系统从外界接受热量dQ 系统对机器作内部功dWi
Wi表示工质在机器内部对机器所作的功，而轴功Ws为Wi的 有用功部分，两者的差为机器各部分的摩擦损失。
E me, V mv,
e

u

1 2
c
2 f

gz,
h u pv
dQdECV h2


c
2 f
2
2

gz2

dm2




h1


c
2 f1
2


gz1 dm1

dWi
此式为开口系能量方程的一般表达式
开口系能量方程的其他形式： 进、出系统的工质有若干股，则方程为：
dQ dECV
j
h
c
2 f
2

gz dmout
out

i
h
c 2f 2

gz dmin
in
dWi
三、焓 1. 焓的定义：
H U pV
h u pv
焓的单位：J，比焓的单位：J/kg
2. 焓是状态参数
h f ( p, v), h f ( p,T ), h f (T , v)
工质在流动时，总是从后面获得推动功，而对前面作出推动 功，进出系统的推动功之差称为流动功（也是系统为维持工 质流动所需的功）。
Wf p2V2 p1V1 ( pV )

Fo(t)
Kc = 4.0 0 10 20 30 Time, min 40 50
Fi(t) 在10 min 时，从10升/min 阶跃增加至11升/min
比例增益对控制性能的影响
增益 Kc 增大，系统的 调节作用增强，但稳 定性下降 （当系统稳定时，调 节频率提高、余差下 降）。
积分过程？
开环不稳定过程？
主要内容

反馈控制器的正反作用 过程控制系统的性能指标 PID控制律的特性 PID控制器选择 单回路PID控制器参数整定
如何构成负反馈？
如何构成一个负反馈控制系统？
设定值 ysp 偏差 e 控制变量 u 被控对象 扰动 D 干扰通道 GD (s) 控制器 Gc (s) 操纵变量 q 执行器 Gv (s) 控制通道 Gp (s)
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ysp
P (Kc=1) 55 54
u(t) % CO
%
53 52
Fo(t)
51 50
PI (Kc = 1, Ti = 10 min)
Fi(t) 在10 min 时，从10升/min 阶跃增加至11升/min
set point 49 48
0
10
20
Kc u Kce ( Ti
30 40 Time, min
2 0
0
0

PID 控制器
比例控制器
u(t ) Kce(t ) u0
比例增益
GC (s) KC
1 *100% Kc
比例度
比例带的概念

定义：比例带是
指使控制器输出 CO全范围变化所 对应的控制误差 的比例。
% CO
25% PB 100 75 50 25 0

压 气 机 空 气
燃 气 轮 机 14
1-1 热能和机械能相互转换的过程
一、热能动力装置（蒸汽动力装置）
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1-1 热能和机械能相互转换的过程
一、热能动力装置（核电站蒸汽动力装置）
载热质(重水、碱性金属蒸汽)
反 应 堆 浓 缩 铀
汽轮机
换 热 器
发电机
泵
( )
冷凝器 泵
冷却水
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1-1 热能和机械能相互转换的过程
微观：衡量分子平均动能的量度 T 0.5 m c 2 1）c ——分子移动均方根速度 2）0.5mc 2总0, T 0 3）T=0 0.5mc 2=0 分子一切运动停止，零点能
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1-3 基本状态参数（Basic state properties）
一、温度 T（ Temperature ）
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1-3 基本状态参数（Basic state properties）
二、压力 p（Pressure）
温度计
Temperature scale
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1-3 基本状态参数（Basic state properties）
一、温度 T（ Temperature ）
热力学温标（绝对温标） Kelvin scale
（Britisher, L. Kelvin, 1824-1907）
常用温标之间的关系
摄氏温标Celsius scale
• 外界(surrounding )：
与体系发生质、能交换的物系。 • 边界(boundary)： 系统与外界的分界面（线）。
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1-2 热力系统（Thermodynamic system）
二、边界示例 a）固定的或可移动的 b）实际的或虚拟的 c）刚性的或可变形的