非線形プラント制御における理論と実際の整合化

协调非线性设备控制的理论与实践

• 批准号: 09875102
• 负责人: 中村 政俊
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Saga University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875102/
• 关键词: 非線形プラント制御; 非線形スタティクス; 線形ダイナミクス; 分離モデル; 火力プラント; 化学プラント

1. 非線形スタティクスとダイナミクスの分離モデルに基づく制御法の確立(1) 非線形スタティクスとダイナミクスの分離現段階での非線形スタティクスの把握のし方としては,制御系に対する入力信号と出力の定常値との間の測定点を非線形多項式によって近似する方法を採用している.より一般に,原系dy/dt=f(y,u)から変換後の系dx/dt=Ax+Bvへの非線形変換の関係式x=h(y)とv=k(u)を見いだす問題の解法を検討した.(2) 分離モデルの検証新しく見い出す分離モデルの応答特性を,他の方法(Bilinear model等)との比較を行いつつ,計算機シミュレーションで検証した.(3) 分離モデルに基づく制御法の検証高性能の制御特性を発揮させるために,ダイナミクスの部分に対して可変時定数モデルを採用し,制御理論にも逆ダイナミクス制御理論に改訂を加えた制御方策の採用を検討した.また,非線形スタティクス補償型PID制御法を提案した.2. 産業用実プラントに対する分離モデルに基づく制御法の適用に関する検討(1) 産業用火力プラントに対する方法の適用火力プラントを忠実に模擬することができるMMS(Modular Modelling System)の計算機シミュレータを用いて,負荷の変化時にボイラーの温度と圧力を目標値に維持させるための給水流量,燃料流量,空気流量の制御に本方法を適用し,成功に導き,その結果を方法の改善に還元した.なお,火力プラント制御に関する知識はシミュテックの松村司郎専務から享受している.(2) 化学プラントに対する方法の適用化学プラントの重合反応濃度制御,スラリー濃度制御とコンプレッサー制御において,本方法を適用し,従来迄に採用されていた制御方法よりも優位であることを示し,そのとき解決した問題を方法の改善に還元した.なお,化学プラント制御に関する知識は三菱化学の小河守正次長から享受している.

1. Establishment of the method for the control of non-linear スタティ, スとダ, ナ, <s:1>, ス, モデ, に, に bases づく (1) Nonlinear ス タ テ ィ ク ス と ダ イ ナ ミ ク ス の separation now Duan Jie で の nonlinear ス タ テ ィ ク ス の grasp の し party と し て は, suppression of に す seaborne と る into the force signal output の unsteady numerical と の measurement point between の を nonlinear polynomial に よ っ て approximate す を る method using し て い る. よ り に commonly, the original department dy/dt = f (y, u) か ら - の after the change Dx/dt = Ax + Bv へ の nonlinear variations in の masato system type x = h (y) = k (u) を と v see い だ す の answer を beg し 検 た. (2) separation モ デ ル の 検 issuing new し く see い す separation モ デ ル の 応 を a properties, he の way (Bilinear model, etc. Youdaoplaceholder0 と compare を lines と た た, computer シ ュレ ュレ ショ で検 で検 で検 certificate た た.(3) Separation モ デ ル に base づ く suppression method の 検 the high-performance の suppression characteristics を 発 swing さ せ る た め に, ダ イ ナ ミ ク ス の part に し seaborne て can - when destiny モ デ ル を USES し, suppression theory に も inverse ダ イ ナ ミ ク ス suppression theory に re-edit を plus え た suppression order の using を beg し 検 た. ま た, nonlinear ス タ テ ィ ク ス compensation type PID を proposal suppression method Youdaoplaceholder0 た.2. Industrial be プ ラ ン ト に す seaborne る separation モ デ ル に base づ く suppression methods apply の に masato す る 検 for (1) industrial fire プ ラ ン ト に す seaborne の る method for fire プ ラ ン ト を loyalty be に simulation す る こ と が で き る MMS (Modular Modelling System) の computer シ ミ ュ レ ー タ を with い て, load の - when に ボ イ ラ ー と の temperature pressure を target numerical に maintain さ せ る た め の feed water flow, fuel flow and air 気 flow の suppression に を applicable し, this method successfully に guide き, そ の results を の improve に also yuan し た. な お, fire プ ラ ン ト suppression に masato す る knowledge は シ ミ Youdaoplaceholder0 る, in charge of the exclusive work of Shiro Matsuura, ら, enjoyed by <s:1>, る, る.(2) Chemical プ ラ ン ト に す seaborne の る method for chemical プ ラ ン ト の overlap 応 concentration suppression, ス ラ リ ー concentration suppression と コ ン プ レ ッ サ ー suppression に お い て, this method is useful を し, 従 to effect に using さ れ て い た suppression method よ り も primacy で あ る こ と を し, そ の と き solve し た を problem の improve に also yuan し た. な お, chemical プ ラ <s:1> ト control に knowledge する Vice Minister of Mitsubishi Chemical, Masaharu Kogawa ら enjoyment <s:1> て る る る.

项目成果

中村政俊,白砂健太,杉 剛直,大山 敏,小河守正: "非線形スタティクス補償型PID制御:化学重合反応プロセスの制御" 計測自動制御学会論文集. (掲載決定). (1999)

Masatoshi Nakamura、Kenta Shirasuna、Tsuyoshi Sugi、Satoshi Oyama、Morimasa Okawa：“非线性静力学补偿 PID 控制：化学聚合反应过程的控制”仪器与控制工程师学会论文集（1999 年出版）。

杉 剛直,中村政俊: "非線形ダイナミカルシステム制御のための非線形分離モデルの構成法" 第37回計測自動制御学会学術講演予稿集. 102A-1. 37-38 (1998)

Takenao Sugi，Masatoshi Nakamura：“非线性动态系统控制的非线性分离模型的构造方法”第37届仪器与控制工程师学会学术会议论文集102A-1（1998）。

M.Nakamura,S.Goto and T.Sugi: "A Methodology for Designing Controllers of Industrial Systems Based on Nonline ar Separation Model and Control Dynamic Parts" The 3rd Asia-Pacific Conference on Control and Measurement(APC CM'98). 212-216 (1998)

M.Nakamura、S.Goto 和 T.Sugi：“基于非线性分离模型和控制动态部件的工业系统控制器设计方法”第三届亚太控制与测量会议(APC CM98)。

中村政俊,櫛田大輔,後藤 聡,松村司郎: "火力発電プラントの主蒸気圧力系に関するAPXモデルに基づく非線形分離制御" 第36回計測自動制御学会学術講演予稿集. 110C-2. 211-212 (1997)

Masatoshi Nakamura、Daisuke Kushida、Satoshi Goto、Shiro Matsumura：《火电厂主蒸汽压力系统基于APX模型的非线性分离控制》第36届仪器与控制工程师学会学术会议论文集110C-2。 -212（1997）

中村政俊,櫛田大輔,後藤 聡,松村司郎: "火力プラントの主蒸気温度系の極配置レギュレータを用いた非線形分離制御" 第16回計測自動制御学会九州支部学術講演会予稿集. 285-288 (1997)

Masatoshi Nakamura、Daisuke Kushida、Satoshi Goto、Shiro Matsumura：“火力发电厂主蒸汽温度系统使用极置调节器的非线性分离控制”仪器仪表学会九州分会第十六次学术会议论文集控制工程师。285-288（1997）