項(xiàng)目簡(jiǎn)介：基于數(shù)學(xué)模型的控制理論與技術(shù)主要有以下問題：1．建立受控系統(tǒng)精確的數(shù)學(xué)模型，沒有受控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型就什么也作不了,。由于很多實(shí)際系統(tǒng)要想建立其數(shù)學(xué)模型是很困難的，有時(shí)是不可能的,，即使建立起來,，也只是實(shí)際系統(tǒng)的某種近似，還有很多的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)未建立到模型中去,，這樣就給基于受控系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型所設(shè)計(jì)的控制器在工業(yè)中的具體應(yīng)用帶來了許多問題,，即使已被理論證明了的具有良好控制性能，比如具有強(qiáng)穩(wěn)定性,、收斂性和魯棒性的理論與方法,，在實(shí)際中應(yīng)用也可能會(huì)出現(xiàn)很多的問題。 2．設(shè)備要求高,、建模費(fèi)用貴,，難于應(yīng)用于工業(yè)過程控制，因?yàn)椴煌目刂茖?duì)象其模型不一樣,。 3．一般來說,，對(duì)非線性、參數(shù)和階數(shù)時(shí)變或結(jié)構(gòu)時(shí)變的系統(tǒng)無能為力,。 4．所有的技術(shù)和理論均是對(duì)象依賴的,，不同對(duì)象，就應(yīng)該設(shè)計(jì)不同的控制系統(tǒng),。 5．控制器的設(shè)計(jì)和調(diào)整需要專家來設(shè)計(jì)和調(diào)整,，從而運(yùn)行費(fèi)用昂貴。 基于無模型控制技術(shù)的無模型控制器：僅需要知道受控系統(tǒng)的I/O數(shù)據(jù)就能設(shè)計(jì)控制器,。并且具有如下特點(diǎn)： 1.不需要建立受控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,，不需要知道受控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)及階數(shù)； 2.不需要針對(duì)某一個(gè)特定的對(duì)象專門單獨(dú)設(shè)計(jì)其控制系統(tǒng),； 3.不需要訓(xùn)練過程,； 4.不需要系統(tǒng)辨識(shí)； 5.控制過程不需要專家人工干預(yù)和人工整定,； 6.有系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論分析保證,； 7.控制算法的計(jì)算量與傳統(tǒng)的PID控制算法相當(dāng)。但控制效果優(yōu)于PID型的控制器效果，而且能夠控制傳統(tǒng)的PID不能控制的對(duì)象,； 8.基于無模型控制理論的控制器的系列產(chǎn)品可以控制大時(shí)滯,、大干擾的對(duì)象，并且具有自解藕的功能,； 9.無模型控制器的參數(shù)整定非常方便,，不須專家來完成。 應(yīng)用范圍： 各種工業(yè)過程的控制對(duì)象,，或者確切地說,，凡工業(yè)上可用PID控制器（調(diào)節(jié)器）的地方均能用無模型控制器來替代。不但如此,，還可以處理PID不能處理的多輸入,、多輸出、多步時(shí)滯,、非線性,、結(jié)構(gòu)、階數(shù),、參數(shù)均時(shí)變的系統(tǒng)控制問題,。而且，控制效果,、穩(wěn)定性,、魯棒性和參數(shù)調(diào)節(jié)的友好性要好于PID控制器。 主要應(yīng)用范圍有： 化工（批量與連續(xù)的反應(yīng)堆,、反應(yīng)爐,、真空、注模,、蒸汽壓力,、液位）； 冶金（溫度,、粉碎,、密度、PH等）,； 造紙（紙漿溫度,、密度、均勻度,、蒸發(fā),、壓力、PH,、過程等）,； 食品（蒸發(fā),、干燥、壓力,、粉碎,、PH、過程）,； 釀造（發(fā)酵,、溫度,、壓力,、PH、過程）,； 各種工業(yè)電加熱爐,； 各種工業(yè)、民用液位控制,； 各種工業(yè)過程控制,； 高速路入口匝道控制。 技術(shù)水平和特點(diǎn)： 1,、技術(shù)水平：國(guó)際先進(jìn)水平,。 2、專利發(fā)明權(quán)人：侯忠生博士,、教授,。專利號(hào)：ZL 94 1 12504.1（2000年中國(guó)專利局批準(zhǔn)）。 3,、技術(shù)特點(diǎn)：除了上述的特點(diǎn)之外,，還有： l 不需要建立受控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型； l 控制器的工作方式是自適應(yīng)的工作方式,； l 可以手工和自適應(yīng)兩種自動(dòng)切換,； l 可以開發(fā)出軟件包或進(jìn)行硬件開發(fā)。 硬件實(shí)現(xiàn)問題： 此種無模型控制技術(shù)的特點(diǎn)是即可以開發(fā)出軟件包,，也可以硬件實(shí)現(xiàn),。基于無模型控制技術(shù)的無模型控制器可開發(fā)出一系列高新技術(shù)產(chǎn)品,。比如：?jiǎn)屋斎雴屋敵龅模ㄉ倒峡刂破?，兩類）；偏格式傻瓜控制器（兩類）,；松緊格式傻瓜控制器（兩類）,；多輸入單輸出的；多輸入多輸出的等等,；硬件實(shí)現(xiàn)容易,，對(duì)兩個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和各種芯片熟悉的工程師來說，僅需要兩個(gè)月左右就可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)室的開發(fā)工作。對(duì)大批量生產(chǎn),，則需要更少的時(shí)間即可完成,。 本產(chǎn)品的成本和市場(chǎng)情況： 本產(chǎn)品的成本與PID控制器相當(dāng)，試驗(yàn)室開發(fā)成本（不包括開發(fā)人員的工資和其它）不超過5千元,。市場(chǎng)前景非常廣,。據(jù)專家估計(jì)，我國(guó)每年需要的各種控制器（調(diào)節(jié)器）的數(shù)量約為5萬臺(tái)左右,，按10%的市場(chǎng)占有率來計(jì)算,，每臺(tái)售價(jià)2萬，則每年可創(chuàng)造純利潤(rùn)近百萬元,。而且不包括推向國(guó)際市場(chǎng)的的份額,。另外，由于本技術(shù)自主產(chǎn)權(quán),，中國(guó)技術(shù)發(fā)明專利,，工業(yè)越發(fā)達(dá)的國(guó)家其市場(chǎng)情況會(huì)更好。 專家評(píng)價(jià)： 多位院士對(duì)本技術(shù)的持有人的有關(guān)論文中評(píng)價(jià)： “創(chuàng)立了‘黑箱’無模型學(xué)習(xí)自適應(yīng)控制理論,，論文具有重要的理論意義和使用價(jià)值”,。 “在自適應(yīng)控制、尤其是在無模型學(xué)習(xí)自適應(yīng)控制方面作出了創(chuàng)造性的貢獻(xiàn),，其結(jié)論對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有潛在的應(yīng)用價(jià)值”,。 “在概念、思想,、方法上均是具有首創(chuàng)性的工作”,。 相關(guān)的項(xiàng)目鑒定意見為“該項(xiàng)成果提出了不依賴受控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的控制技術(shù)，為現(xiàn)代控制理論的研究開辟了一個(gè)新方向,，本項(xiàng)目成果已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”,。 “無模型學(xué)習(xí)自適應(yīng)控制是現(xiàn)代控制理論的新方向，具有開拓性性質(zhì)”,。“無模型學(xué)習(xí)自適應(yīng)控制這部分的研究非常重要的,，帶有方向性的，對(duì)現(xiàn)代控制理論的發(fā)展提供了一種新框架而且在實(shí)踐中有重要的應(yīng)用價(jià)值,。” 國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品： 國(guó)外目前已經(jīng)有同類型的產(chǎn)品,，如美國(guó)的博遠(yuǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)公司，具體的應(yīng)用情況可以參見網(wǎng)站（www.sybosoft.com）,，但其從技術(shù),、實(shí)用性和低成本方面看均不如本技術(shù)。 |
