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《华北电力大学》 2014年
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事件驱动控制及其应用研究

熊瑛  
【摘要】:在工业控制系统中,每个过程控制单元通常要服务于多个控制回路,同时完成多个控制任务。过程控制单元的运算负荷率及不同单元间的通讯负荷是表征工业控制系统可靠程度的重要指标。事件驱动控制正是这样一种能够在确保控制品质的前提下有效降低过程控制单元运算和通信负荷的控制方法。不仅如此,事件驱动控制所具有的减少控制作用变化次数的特性还能够有效地抑制执行机构的频繁动作,延长其使用寿命。 提出了一种不依赖具体控制算法的事件驱动控制系统的一般性设计方法。通过对事件驱动系统在扰动作用下时域输出响应及控制量变化特性的分析,得到事件驱动系统可以等效为变采样保持系统的结论;在此基础上,给出基于小增益定理的系统稳定性判别方法及主要控制参数的整定步骤。 在理论推证的基础上,以核电蒸汽发生器水位为被控对象,进一步研究了事件驱动控制的工程应用问题。在事件驱动控制的整体框架下,提出了一种以二自由度内模控制器为反馈部分,以蒸汽流量驱动的动态环节为前馈部分的核电蒸汽发生器水位的复合控制结构;引入增益调度方法,将5个典型工况下设计的前馈和反馈控制器进行整合,使系统达到良好的全局控制效果;通过对控制系统特性的深入分析,从工程应用的角度给出了控制器中主要参数的整定准则。仿真结果表明,该结构能够确保蒸汽发生器水位在各负荷段均具有良好的控制品质,同时有效地减小控制器运算负荷及执行机构动作次数。
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