Abstract
化工程序系統, 隨著程序系統本身的復雜性, 以及產品品質的精致化要求, 愈來愈要求好的程序控制系統。然而復雜的化工系統, 很難用完全的數學模式表達, 此外, 經非線性系統之線性化, 高階系統降階等處理, 使得真正的程序系統, 與用來執行控制系統設計之程序模式間, 存在著不吻合現象。因此, 必須使用韌性控制系統, 才能滿足系統穩定性與品質優良性兩項要求, 并使程序響應所受到的模式誤差影響, 降到最低。本論文主要目的是在系統穩定及品質優良前提下, 以電腦線上進行韌性控制。線上韌性控制之系統設計, 主要可以分為三個步驟。首先, 在不考慮模式誤差的假設下, 以系統之模擬模式, 作最初步的控制器設計, 控制法則以完全型IMC 架構, 配合極位—零位安置法做設計。第二個步驟, 則考慮系統與模式間之誤差, 以乘法性之非結構性不確定, 定出其範圍, 在回饋路徑上添加一過濾器, 再用類似Morari的方法,調動其參數λ, 以達成模式不確定範圍內的韌性穩定與品質。最后一個步驟, 則加入線上韌性控制; 以線上穩定度指標, 作為線上量度系統穩定度之示量依據, 再利用這個指標, 調整回饋路徑gain值大小, 以確保控制系統穩定度, 及增進系統韌性成效。至于範圍更大的模式不確定、系統動態變異較大, 或者在對程序資料知道較少甚至無所知的情形下, 本文以韌性適應控制之觀點來探討。將連續時間韌性穩定度指標, 應用到適應控制上, 經由線上參數的調整, 完成韌性適應控制。適應模式的參數估計,則是以可調變之識別間隔的加權移動性識別法, 進行連續時間系統程序之系統識別。根據系統的動態變化適當地調整識別間隔, 降低量測誤差與計算誤差對系統識別造成的影響, 并減少電腦的計算負擔。再以加權移動性識別法, 進行線上參數之識別與估計。控制器是以完全型的IMC 架構, 配合極位–零位安置法的適應控制法則做設計,在每一次系統識別后, 便重新進行控制器參數的更新, 并藉穩定度指標調整控制器線上參數。本文運用這種穩定度指標所提出的韌性適應控制, 使適應控制系統, 更具有韌性。對于具有模式誤差, 及有外界干擾的系統, 此方法可確定其穩定度, 進而增進其韌性成效。