过程控制艺术性太强,成功实施往往依赖于工程师。无论是PID整定和先进控制维护,都需要工程师的支持。
很多算法工业界懂的人太少,没有规模效应。MPC(模型预测控制)既解决了PID不擅长的多变量控制,也提出了项目实施方法,大家都开发类似软件,用同样流程做项目,会的人多了,规模效应就来了。
如果控制问题非常复杂,使用MPC要比基于PID的控制方案简单、灵活、综合成本更低。MPC对人的要求更低,只要按标准套路做,谁都能干的差不多。
如果一个控制算法不需要工程师参与,可以直接使用,那么无论算法多么复杂都没有问题,可以使用μ综合、鲁棒控制等。实际上很多大型设备的确也采用了独特的控制算法,而且这些算法被小心的隐藏起来了。所以控制也被称为“隐藏的技术”。如果这些算法是公司的核心机密,也不可能像PID和MPC一样分享给整个工业界。
但是当一个算法需要工程师整定或者第三方使用时,就一定要给工程师讲清楚,就一定要足够简单。因为过程控制的被控对象是具有不确定性和非线性,控制回路生效离不开工程师的调校。
在过程控制里不确定性很大,对控制的要求也不算太高,如果算法复杂,工程师不会用,又解决的不是痛点问题,就很难工程推广。所以工业现场就一直使用PID和MPC,在不确定中建立确定性,在有限条件下取得差不多的性能。
PID擅长降低单变量过程的干扰不确定性;MPC擅长降低多变量过程的方案不确定性。有干扰所以离不开PID,方案不确定才需要MPC。
作者:冯少辉博士
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