最新第七章实现特殊要求的过程控制系统概要教学讲义PPT课件

完全解耦的要求是，在实现解耦之后，不仅 调节量与被控量之间可以进行一对一的独立控 制，而且干扰与被控量之间同样产生一对一的 影响。
一、前馈补偿法
R1
Gc1 ( s )
Uc1
U1
Gp11(s) Gp21(s) Gp12(s)
Y1
N 21 ( s )
N12 ( s )
R2
Gc 2 ( s )
Uc2
U2
Gp22(s)
Y2
解耦原理：使y1与uc2无关联；使y2与uc1无关联

如果要实现对Uc1 与Y2 、Uc2 与Y1 之间的解耦，根据前 馈补偿原理可得，
U c 1 G p 21 ( s ) U c 1 N 21 ( s ) G p 22 ( s ) 0
U c 2 G p 12 ( s ) U c 2 N 12 ( s ) G p 11 ( s ) 0
p 11 q 11 p 12 q 12 p 21 q 21 p 22 q 22 K 11 K 22 K 11 K 22 K 12 K 21 K 12 K 21 K 12 K 21 K 11 K 22 K 12 K 21 K 12 K 21 K 11 K 22 K 11 K 22 K 11 K 22 K 12 K 21
引入P矩阵，上式可写成矩阵形式，即
Y1 p 11 Y 2 p 21
p 12 U 1 K 11 p 22 U 2 K 21
K 12 U 1 K 22 U 2
U 1 Y1 Y2 K 11 K 22 K 12 K 21 K 11 K 22 K 12 K 21 K 21 K 11 U 2 Y1 Y2 K 11 K 22 K 12 K 21 K 11 K 22 K 12 K 21 K 22 K 12

13
2.图形生成系统
计算机控制系统的人机界面越来越多地采用图形显示技术 。图形画面主要是用来监视生产过程的状况，并可通过对画 面上对象的操作，实现对生产过程的控制。
图形画面一般有两种即静态画面(或背景画面)和动态画面 。
静态画面一般用来反映监视对象的环境和相互关系，它的 显示是不随时间的变化的。
动态画面一般用以反映被监视对象和被控对象的状态和数 值等，它在显示过程中是随现场被监控对象的变化而变化的 。在生成图形画面时，不但要有静态画面，而且还要有“活 ”的部分即动态画面。
功能，然后设计为实现这些功能所要执行的步骤。这些步 骤就是过程。编写代码实际上等于分解这些步骤，使每一 步直接对应一行代码。这就是过程式编程中的“逐步求精 ”的过程。
这种方式不利于中大型软件的开发与维护，小部分数据 或功能的改变会涉及到很多的相关程序。 2.面向对象的程序设计 以上两种方法在概念上存在以下主要区别： （1）模块与对象 （2）过程调用和消息传递 （3）类型和类 （4）静态链接和动态链接
5
2.结构化程序设计
1966年， C.Bohm 和 G.Jacopini证明 了只用三种基本的 控制结构就能实现 任何单入口单出口 的程序。这三种基 本的控制结构是“ 顺序”、“选择” 、“循环”。如右 图所示。
6
7.1.2 面向过程与面向对象的程序设计
1.面向过程的程序设计及其局限性 过程式程序设计是面向功能的。首先要定义所要实现的
4
1.模块化程序设计
（1）自底向上模块化设计 首先对最低层模块进行编码、测试和调试。这些模块正 常工作后，就可以用它们来开发较高层的模块。这种方法 是汇编语言设计常用的方法。 （2）自顶向下模块化设计 首先对最高层进行编码、测试和调试。为了测试这些最 高层模块，可以用“结点”来代替还未编码的较低层模块 ，这些“结点”的输入和输出满足程序的说明部分要求， 但功能少得多。 该方法一般适合用高级语言来设计程序。

4 高度动态
具有快速响应和大幅度变化的特点，在控制 中需要实时调节。
化工行业中的复杂控制系统应用案例
石油化工
发电厂控制
在炼油、化工加工等领域应用广泛，如精馏塔温度、 压力控制。
保证功率输出、温度和气体流量的稳定性和高效性。
水处理厂
用于控制投加量、能耗和废水回收，保障水质水量。
反馈控制和前馈控制的区别
复杂控制系统简介
探索复杂控制系统的特点和应用领域，了解它们的基本原理和设计方法，并 探讨优化和调节的最佳实践。
复杂控制系统的特点
1 高度集成
由多个子系统和模块交互作用形成，复杂性 高且相互依赖。
2 多变量
控制多个输入和输出，要考虑多种因素的相 互作用。
3 非线性响应
与系统输入之间存在非线性关系，需要进行 非线性建模和控制。
1
反馈控制
根据输出信号的反馈来调节控制器的输入，在实时中调整控制参数。
2
前馈控制
通过提前计算和预测来预防或纠正系统中的异常，避免震荡和控制错误。
单变量控制和多变量控制的对比
单变量控制
只控制一个特定的过程变量，如温度或流量，适用于简单的系统。
多变量控制
控制多个输入和输出，可同时监测和控制多个过程变量，用于复杂系统。
模型预测控制（MPC）的优势与应用
优势
使用数学模型对系统进行预测和优化，确保系统在发电、水处理等领域的复杂系统 控制中。
自适应控制算法的应用
基本概念
将捕捉的反馈信号与预期模型进行比较，自动调整 控制器的输入参数。
应用实例
在化工、制造和航天等领域得到广泛应用，如火箭 推进系统和异丙醇工艺过程中的控制。
系统优化的目标与方法

周三多管理学课件_第七章_控制第 7 章控制6 3>. 1 控制概述6 . 2 控制的过程与类型6 . 3 控制的技术与方法【学习目标】1.了解控制的概念及其与计划的关系。

2.明确控制的目的及导致控制更加重要的因素。

3.熟悉控制的过程、类型及关键控制点的使用。

4.掌握行为控制法、预算控制法、生产控制法等控制方法。

引言麦当劳公司以经营快餐闻名遐迩。

1955年，克洛克在美国创办了第一家麦当劳餐厅，其菜单上的品种不多，但食品质量高，价格廉，供应迅速，环境优美。

连锁店迅速发展到每个州，至1983年，国内分店已超过6000家。

1967年，麦当劳在加拿大开办了首家国外分店，以后国外业务发展很快。

到1985年，国外销售额约占它的销售总额的1／5。

在40多个国家里，每天都有1800多万人光顾麦当劳。

目前，在全球拥有超过3万家连锁店，其中在中国有700家。

麦当劳金色的拱门允诺：每个餐厅的菜单基本相同，而且“质量超群，服务优良，清洁卫生，货真价实”。

它的产品、加工和烹制程序乃至厨房布置，都是标准化的，严格控制的。

它撤消了在法国的第一批特许经营权，因为他们尽管盈利可观，但未能达到在快速服务和清洁方面的标准。

麦当劳的各分店都由当地人所有和经营管理。

鉴于在快餐饮食业中维持产品质量和服务水平是其经营成功的关键，因此，麦当劳公司在采取特许连锁经营这种战略开辟分店和实现地域扩张的同时，就特别注意对各连锁店的管理控制。

如果管理控制不当，使顾客吃到不对味的汉堡包或受到不友善的接待，其后果就不仅是这家分店将失去这批顾客及其影响人光顾的问题，还会波及影响到其他分店的生意，乃至损害整个公司的信誉。

为此，麦当劳公司制定了一套全面、周密的控制办法。

麦当劳公司主要是通过授予特许权的方式来开辟连锁分店。

其考虑之一，就是使购买特许经营权的人在成为分店经理人员的同时也成为该分店的所有者，从而在直接分享利润的激励机制中把分店经营得更出色。

特许经营使麦当劳公司在独特的激励机制中形成了对其扩展中的业务的强有力控制。