先進控制技術(shù)的問題與發(fā)展方向

　　盡管先進控制系統(tǒng)效益明顯，但國內(nèi)企業(yè)先進控制建設(shè)和應(yīng)用情況與國外始終存在差距。系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)在開發(fā)應(yīng)用過程中能夠保證系統(tǒng)正常運行，但同時，先進控制系統(tǒng)的維護者是用戶企業(yè)的信息技術(shù)人員，他們既要熟悉先進控制技術(shù)本身，同時要掌握計算機控制系統(tǒng)以及工藝過程等技術(shù)。因此，用戶企業(yè)自身由于缺乏足夠的技術(shù)力量，先進控制系統(tǒng)的長期維護問題日益明顯。

　　幾年來的實踐證明了在我國，先進控制方法的推廣工作不是一帆風(fēng)順的，而是遇到了不少困難和問題。我國石油化工行業(yè)，在大量的DCS投用的基礎(chǔ)上，先后從國外公司引進了一批先進控制軟件。但是這些先進控制系統(tǒng)大投用初期為各企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益，后期系統(tǒng)運行效果逐漸變差，有的幾乎不能投用運行。發(fā)生這種情況的原因有很多，但主要的是由于現(xiàn)有先進控制技術(shù)本身的不足所造成的原因是使用不方便，維護困難，而且現(xiàn)有的先進控制還不能全部解決基本控制環(huán)節(jié)的閉環(huán)穩(wěn)定控制問題。

　　以自適應(yīng)控制為例，目前理論上比較完善的自適應(yīng)控制方法基本上是參數(shù)自適應(yīng)的，而且在實踐中僅能應(yīng)用于線性被控對象。但在石化生產(chǎn)過程被控對象變化往往是結(jié)構(gòu)性的。對這類系統(tǒng)，模型預(yù)測控制也不一 定能收到好的效果。對于自適應(yīng)控制，有的現(xiàn)場的控制工程師說，“能用自適應(yīng)控制方法實現(xiàn)穩(wěn)定控制的環(huán)節(jié)，用PID也基本上可以實現(xiàn)穩(wěn)定控制，反之用PID不能實現(xiàn)穩(wěn)定控制的環(huán)節(jié),用自適應(yīng)控制方法也基本上不能實現(xiàn)穩(wěn)定控制”。對自適應(yīng)控制的這一來自于現(xiàn)場實踐的評價我們應(yīng)當(dāng)重視。

　　目前在工業(yè)過程現(xiàn)場，基本被控環(huán)節(jié)的控制即基礎(chǔ)控制所用的控制手段(方法)百分之九十以上是PID控制。半個世紀(jì)的實踐證明PID控制器是一個很好的控制器，它在系統(tǒng)控制中功勞卓 著。對一般的線性環(huán)節(jié)的控制，PID控制器使用方便，魯棒性強，效果良好。

　　但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)裝置愈來愈大型化、復(fù)雜化，而且技術(shù)水平越來越高。在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了非線性、時變、大時滯、強耦合等環(huán)節(jié)，而且大的干擾還經(jīng)常發(fā)生。實踐證明，對付這樣的被控對象，PID調(diào)節(jié)器就顯得無能為力了。

　　可見，研究出一類兼有現(xiàn)代控制理論與經(jīng)典PID的優(yōu)點，不依賴被控對象的數(shù)學(xué)模型，保證系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性，控制效果良好，算法簡單的新型控制理論和算法，是當(dāng)前自動控制理論研究的一個重要課題。從控制工程和實際應(yīng)用的角度來看，新的控制方法必須滿足一系列要求，即它必須有一系列的控制功能。這些功能包括：抗干擾功能、自適應(yīng)功能、快速收斂功能、強制穩(wěn)定功能、解耦功能克服大時滯功能等等。

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