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工业控制回路的振荡监测和诊断

张一清  
【摘要】: 由于控制器参数调节不当,调节阀粘滞,过程非线性,控制系统设计低劣,以及振荡型外部干扰等原因,过程工业中经常存在过度振荡的问题,如不及时发现并予以解决,将严重影响产品的质量,降低企业的经济效益。解决振荡问题首先需要确定振荡根源,这主要通过振荡监测和振荡诊断宋实现。 本文对振荡监测方法进行了改进,对振荡诊断方法进行了整合,旨在建立一套能够应用于过程工业的、准确实用的振荡监测和诊断方法。具体的研究工作主要包括以下几方面: (1)振荡监测方面:振荡监测领域的研究已取得了一定的成果,但在抗噪性、定量化、简约化等方面仍有待改进。本文基于频域振荡监测方法定义了一个振荡指数,并对该指数的抗噪能力进行了估计。此外还给出了显著阈值的参考取值用以进一步区分振荡的显著性水平。最后在振荡指数和显著阈值的基础上,给出了工业过程振荡监测的具体流程。 (2)振荡诊断方面:振荡诊断可以分成源头回路查找和源头回路内定源两阶段进行。本文依据此流程,对各类分类和诊断方法进行比较和整合,最终确定了一套用于流程工业的振荡诊断方案。仿真实验证明,采用该方案进行振荡诊断,能够有效的缩小振荡根源的范围。 (3)工业应用方面:应用提出或总结的方法,对扬子石化的PTA氧化生产装置进行振荡监测和诊断,并对监测和诊断过程中遇到的实际问题进行了分析和说明。监测和诊断结果表明,应用该流程能够及时的发现装置中存在的振荡,并比较准确的定位振源的范围,且对于不同的数据段具有一定的稳定性,因而是切实可行。


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