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流程工业过程中的控制系统通常会受到多个时变扰动的影响。在多个时变扰动下控制系统性能对流程工业过程的安全运行与经济效益至关重要。很多研究者对控制系统性能评估方法和应用进行了研究。目前非时变扰动控制系统性能评估已经有了较完善的理论体系,但是针对时变扰动控制系统,特别是针对多个时变扰动的控制系统,相关方法有待进一步研究。 本文针对具有时变扰动的控制系统特别是对具有多个时变扰动的控制系统性能评估方法进行了研究,主要研究工作如下: 1.针对具有多个时变扰动的单变量控制系统,提出了基于多模型混合最小方差的控制性能评估方法。首先,根据所有扰动模型均制定相应的SMTMV(Single ModelTime-variant Minimum Variance)控制器;然后,基于多模型混合的思想利用SMTMV控制器设计MMTMV(Multi-model Mixing Time-variant Minimum Variance)控制器;最后,将被控对象在MMTMV控制器控制下的输出方差作为性能评估的基准。基于多模型混合最小方差的控制性能评估方法不仅在设计控制器基准时考虑了所有时变扰动的特性,而且解决了多模型切换方法存在的暂态误差问题。数值仿真与裂解炉应用结果表明该方法能对具有多个时变扰动的单变量系统准确地进行性能评估。 2.针对具有多个时变扰动的多变量控制系统,将基于多模型混合最小方差的控制性能评估方法推广到多变量系统。通过在裂解炉工艺过程和精馏过程中的性能评估应用,验证了基于多模型混合最小方差的控制性能评估方法在多变量时变扰动系统中的有效性。 3.针对具有多个时变扰动的控制系统,综合考虑被控对象输出方差与控制器输出方差的两个指标,提出了基于多模型混合的广义最小方差的控制性能评估方法,并同时提出了一种“判断-力口权”的控制器设计策略。通过乙烯裂解炉控制系统性能评估研究,验证了该方法在时变扰动系统性能评估中的可行性。