计算机控制系统-工程实现.ppt

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1、2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,1,第六章 计算机控制系统中的控制策略(4)Control Strategy of Computer System,Department of Control Science&Engineering,Zhejiang University,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,2,第六节 Unit 6,控制策略的工程实现The Implementation of Control Strategy in The Engineering Project,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,3,本节内

2、容,给定值处理被控量处理偏差处理控制策略的实现控制量处理自动-手动切换,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,4,6-6 控制策略的工程实现,模拟PID与数字PID的异同调节器本身及其功能的实现方式,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,5,6-6-1 给定值处理（1）,给定值处理包括选择给定值SV给定值变化率限制SR,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,6,6-6-1 给定值处理（2）,内给定状态：软开关CL/CR切向CL位置，选择操作员设置的给定值SVL外给定状态：软开关CL/CR切向CR位置SCC控制串级控制给定值变化率的限制

3、通过选择SR值防止给定值的突变,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,7,6-6-1 给定值处理（3）,给定值处理部分3个输入量（SVL、SVC、SVS）2个输出量（SV、CSV）2个开关量（CL/CR、CAS/SCC）1个变化率（SR）为了方便控制算法程序调用这些量,需要给每个回路的控制模块提供一段内存数据区,用于存放以上变量。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,8,6-6-2 被控量处理（1）,被控量处理部分主要是出于对安全考虑的上下限报警上限值为PH，上限报警状态为PHA；下限值为PL，下限报警状态为PLA；被控量为PV当PVPH时，PHA为“

4、1”；当PVPL时，PLA为“1”。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,9,6-6-2 被控量处理（2）,被控量处理部分,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,10,6-6-2 被控量处理（3）,被控量处理部分为平衡控制，有时需要对参与控制的被控量的变化率PR加以限制，且要取得适中。被控量处理的数据区共需存放1个输入量PV3个输出量PHA、PLA和CPV4个参数PH、PL、HY和PR。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,11,6-6-3 偏差处理（1）,偏差处理计算偏差、偏差报警、非线性补偿及输入补偿,2023/10/22,第

5、六章 计算机控制系统中的控制策略,12,6-6-3 偏差处理（2）,计算偏差根据正/反作用方式开关（D/R）计算偏差值DV。偏差报警当偏差的绝对值大于某个极限值DL时，则给出报警信息（报警状态DLA为“1”）,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,13,6-6-3 偏差处理（3）,非线性特性补偿设置非线性增益K，非线性区-A至+A实现非线性PID控制或带死区的PID控制。,K=0，带死区的PIDK=1，正常PID0K1时，则为非线性PID,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,14,6-6-3 偏差处理（4）,输入补偿由ICM决定偏差DVC与输入补偿量I

6、CV之间的关系当ICM=0，表示不考虑输入补偿；当ICM=1，表示加补偿；当ICM=2，表示减补偿；当ICM=3，表示置换补偿。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,15,6-6-3 偏差处理（5）,输入补偿利用加、减补偿，可以分别实现前馈控制与Smith纯滞后补偿控制。偏差处理数据区1个输入补偿量ICV2个输出量DLA和CDV2个状态量D/R和ICM4个参数DL、-A、+A和K。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,16,6-6-4 控制策略的实现（1）,由偏差进行控制算法计算并限幅,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,17,

7、6-6-3 偏差处理（2）,计算偏差根据正/反作用方式开关（D/R）计算偏差值DV。偏差报警当偏差的绝对值大于某个极限值DL时，则给出报警信息（报警状态DLA为“1”）,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,18,6-6-3 偏差处理（3）,非线性特性补偿设置非线性增益K，非线性区-A至+A实现非线性PID控制或带死区的PID控制。,K=0，带死区的PIDK=1，正常PID0K1时，则为非线性PID,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,19,6-6-3 偏差处理（4）,输入补偿由ICM决定偏差DVC与输入补偿量ICV之间的关系当ICM=0，表示不考虑输

8、入补偿；当ICM=1，表示加补偿；当ICM=2，表示减补偿；当ICM=3，表示置换补偿。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,20,6-6-3 偏差处理（5）,输入补偿利用加、减补偿，可以分别实现前馈控制与Smith纯滞后补偿控制。偏差处理数据区1个输入补偿量ICV2个输出量DLA和CDV2个状态量D/R和ICM4个参数DL、-A、+A和K。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,21,6-6-4 控制策略的实现（1）,由偏差进行控制算法计算并限幅,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,22,6-6-4 控制策略的实现（2）,在控制

9、策略的数据区，需要存放各种控制参数采样周期微分方式DV/PV控制量上限限值MH和下限限值ML控制输出量Uk递推计算所需的历史数据等,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,23,6-6-5 控制量的处理（1）,控制量实际输出前的处理以扩展控制功能，实现安全平稳操作。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,24,6-6-5 控制量的处理（2）,输出补偿决定控制量Uk与输出补偿量OCV之间的关系利用输入补偿与输出补偿，可以灵活地组成各种复杂的数字控制算法变化率限制MR的设置是为了限制控制量变化率输出保持FH/NH的状态一般来自系统的安全报警开关,2023/10

10、/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,25,6-6-5 控制量的处理（3）,安全输出软开关FS/NS切向NS位置时，现时该的控制量等于预置的安全输出量MS。软开关FS/NS状态一般也来自系统的安全报警开关。控制量处理数据区存放量输出补偿量OCV和补偿方式OCM变化率限制值MR软开关FH/NH和FS/NS安全输出量MS，以及控制量CMV。,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,26,6-6-6 自动手动切换（1）,设置自动/手动切换部分的目的,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,27,6-6-6 自动手动切换（2）,自动/手动切换部分的功能软自动/

11、软手动SA位置时，正常的自动状态SM位置时，控制量直接由操作键盘或上位计算机给出，称为计算机手动控制量限幅对控制量US进行上、下限限幅自动/手动无平衡无扰动切换,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,28,6-6-6 自动手动切换（3）,自动/手动HA位置时，称为自动状态(HA状态)；HM位置，通过手操对执行机构进行遥控操作，称之为手动状态无平衡无扰动切换手动到自动每个采样周期跟踪有关的数据自动到手动,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,29,本章主要内容,数字滤波和数据处理数字PID控制算法基于数字PID控制的多回路控制系统模型预测控制模糊控制控制策略的工程实现,2023/10/22,第六章 计算机控制系统中的控制策略,30,第六章 结束,The End,