Abstract
在化學工業的製造程序中，許多變數之間會相互影響，可以採用多變數控制降低各程序變數之間的干擾現象。往往控制變數也受到各種條件的限制，如何調整控制律所計算的輸入向量，使輸出向量的誤差達到最小，即為本論文探討的主題。對於多變數控制系統，當輸入向量受到限制時，本文中分別採用輸入訊號飽和法、最短距離法與最小角度法等三種限制方式比較其控制效果。對於單變數控制系統，通常採用訊號飽和元件以限制輸入訊號的範圍，把這種限制方式延伸到多變數控制系統，並研究其控制效果。對於誤差向量的大小，通常的以向量的長度為準。最短距離法主要是使實際輸出向量與期望輸出向量之最的長度誤差達到最小值。除了長度外，誤差向誤差為主要考慮因素。根據電腦模擬的結果顯示，三種限制方式中，以最小角度法遵循軌跡的性質較好。對於非線性系統，本文中是採用適應控制，其中包含系統識別與控制器設計兩個部份。基本上系統識別是量測程予之輸入變數與輸出變數以建立線性動態模式，並作為設計控制器的基礎。本文中是採用加權移動性識法計算移動性模式的系統參數，其中包含加入新數據與捨棄舊數據兩個步驟，分叩以加權因子使移動性模式具有好的追蹤性並確保系統參數之數斂性。對於連續時間系統模式，則採用可調變識別間隔之加權移動性識別法。分別以測量誤差、適應增益與模式誤差等三個準則決定識別間隔，不但可以減少計算誤差，也可以避免識別不良的情形。根據電腦模擬的結果顯示，移動性識別模式的確可以精碓地描述程序之動態變化的特性。至於控制器設計的部份，本文中採用模式遵循控制策略，由於推過程簡單，也便於使用，可以節省部份電腦的計算時間。對於連續攪拌反應器，當其內部進行高放反應時，反應溫度是一個非重要的程序變數。若反應溫度過高往往會造成危險，為了提高程序操作之安全性，就必須參考冷卻系統的操作範圍內， 限制反應溫度反應熱能被冷卻系統完全吸收，否則反應溫度持續升高之後，增加反應速率而產生更多的熱量，造成反應溫度失控的情形。根據系統織別得到的動態模式，估計冷卻系統的溫效困作為限制反應溫度的依據。電腦模擬的結果顯示，確實可以有效地避免反應溫度失控的情形。