1、多变量系统的解耦控制,倪东浙江大学控制学院 2017/05/18,22 耦合系统需要解耦设计的条件,即使是最好的变量配对，仍存在强耦合，特别当相对增益远离“1”时； 两回路动态特性接近，且两被控变量均同等重要。,对象 #1：,对象 #2：,讨论：该选择哪种变量配对？是否需要解耦?,解耦器设计方法,解耦器的设计原理基于传递函数矩阵 G(s) 的线性串级解耦器 基于传递函数矩阵 G(s) 的线性前馈解耦器基于过程机理的非线性稳态解耦器,解耦器设计原理,设计解耦器以消除两回路间的交叉作用，即：,22 耦合系统的串级解耦设计方案 #1,解耦条件 ?,22耦合系统的串级解耦器#2,若,关于串级解耦器#2
2、,问题： （1） MVs初始值如何选取？（2）控制器“手动/自动”切换时或某一MVs受限时，上述系统如何工作？,22 耦合系统的前馈解耦设计方案,为什么是前馈？为什么串级是反馈？,22 耦合系统的前馈解耦器设计,动态解耦器：,稳态解耦器：,传递矩阵？,22 耦合系统的前馈解耦的传递矩阵,解耦:,22 耦合系统的前馈解耦设计方案,前馈控制与前馈解耦器实际应用中可能存在的问题讨论,非线性稳态全解耦器设计原理,基本设计思想：引入新变量 v1, v2 并满足,其中,非线性稳态三角解耦设计原理,基本设计思想：引入新变量 v1, v2 并满足,调合过程非线性稳态三角解耦举例,稳态模型：,令,调合过程非线性稳态三角解耦设计,自动控制过程分析,调合过程非线性稳态全解耦设计举例,令,稳态模型：,调合过程稳态全解耦设计举例（续）,非线性解耦器：,稳态模型：,调合过程非线性解耦器实现,解耦器：,调合过程非线性解耦控制仿真,详见仿真模型 /Decoupling/NonlinearDecoupling.mdl,调合过程非线性解耦仿真结果,多变量系统的耦合分析与解耦设计小结,相对增益的概念过程增益矩阵的获取与相对增益矩阵的计算 CVs 与 MVs 配对原则多回路系统控制参数整定方法 基于传递函数的串级与前馈解耦设计基于过程机理的非线性稳态解耦设计,
