專利名稱：一種在線指導(dǎo)自動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在線指導(dǎo)自動(dòng)控制方法。
技術(shù)背景
一般控制裝置或者控制回路包括手動(dòng)、自動(dòng)和串級(jí)模式，手動(dòng)模式指人工調(diào)節(jié)控制輸出量；自動(dòng)模式指根據(jù)預(yù)定的控制規(guī)律(算法)結(jié)果，調(diào)節(jié)控制輸出量；串級(jí)模式指該控制回路的給定量來(lái)自于遠(yuǎn)程或者上級(jí)控制回路的輸出量。
當(dāng)控制模式為自動(dòng)方式時(shí)，人工無(wú)法修改控制輸出量，如果需要修改控制輸出量， 需要先切換到手動(dòng)模式，修改控制輸出量，然后再次切回到自動(dòng)模式。由于在控制器設(shè)計(jì)上一般考慮手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾切換，所以當(dāng)再次由手動(dòng)模式切換到自動(dòng)模式時(shí)，控制輸出量的初始值是人工給定的控制輸出量。
當(dāng)控制器工作在非串級(jí)模式時(shí)，自動(dòng)狀態(tài)下人工可以修改回路給定量，當(dāng)控制模式為串級(jí)方式時(shí)，該控制回路的給定量來(lái)自于遠(yuǎn)程或者上級(jí)控制回路的輸出量，人工無(wú)法修改回路給定量。修改該控制回路給定量需要通過(guò)上級(jí)控制回路輸出量修改才能完成，這就需要將上級(jí)控制回路切換到手動(dòng)模式，修改上級(jí)控制回路輸出量，完成后切回到自動(dòng)模式。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種在線指導(dǎo)自動(dòng)控制方法，確保進(jìn)行操作人員訓(xùn)練或者機(jī)器學(xué)習(xí)時(shí)系統(tǒng)安全運(yùn)行；避免在自動(dòng)模式時(shí)因修改控制量需要進(jìn)行手自動(dòng)切換操作；避免在串級(jí)控制時(shí)因修改給定量需要上級(jí)回路進(jìn)行切換操作。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
—種在線指導(dǎo)自動(dòng)控制方法，基于控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括自動(dòng)模式或串級(jí)模式，
在自動(dòng)模式下，控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)控制量ue (k)修改控制量u (k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)控制量ue (k)與自動(dòng)輸出控制量uA (k)的偏差A(yù)um (k)，以及自動(dòng)輸出控制量 uA (k)的增量 AuA(k)；
在串級(jí)模式下，控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)給定量re(k)修改給定量r(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)給定量re(k)與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量r。(k)的偏差A(yù)reeGO，以及串級(jí)遠(yuǎn)程給定量 rc(k)的增量 Arc(k)。
在所述自動(dòng)模式下，在線指導(dǎo)控制量ue (k)優(yōu)先級(jí)高于自動(dòng)輸出控制量uA (k)，為了實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)控制量Ue(k)修改控制量u(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)控制量ue(k)與自動(dòng)輸出控制量UA(k)的偏差A(yù)umGO，以及自動(dòng)輸出控制量uA(k)的增量 Δ uA (k)，按下述步驟進(jìn)行
步驟1 控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉控制量在線指導(dǎo)動(dòng)作，如果發(fā)生控制量在線指導(dǎo)動(dòng)作， 則控制系統(tǒng)保存在線指導(dǎo)控制量ue (k)；
步驟2 在控制量u(k)更新前，控制系統(tǒng)計(jì)算本周期在線指導(dǎo)控制量ue(k)和上周期在線指導(dǎo)控制量ue(k-Ι)的偏差，如果偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定閥值δυ，δ 為控制量范圍的 0. 5-10%，則控制系統(tǒng)置控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1 ；
步驟3 在控制量u(k)更新時(shí)，控制系統(tǒng)判斷控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位的狀態(tài)， 如果控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位(^ 為1，則控制系統(tǒng)置控制量u (k)為在線指導(dǎo)控制量ue (k)， 并復(fù)位控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位(^ 為0;否則控制系統(tǒng)置控制量u(k)為自動(dòng)輸出控制量Ua(k)；
步驟4 控制系統(tǒng)計(jì)算在線指導(dǎo)控制量與自動(dòng)輸出控制量的偏差
AuGA(k) = uG (k)-uA (k)；
步驟5 控制系統(tǒng)計(jì)算自動(dòng)輸出控制量的增量AuA(k) = uA(k)-uA(k_l)；
步驟6 控制系統(tǒng)置 uG (k-1) = u (k)，uA (k-1) = u (k)。
在所述串級(jí)模式下，在線指導(dǎo)給定量ue(k)優(yōu)先級(jí)高于串級(jí)遠(yuǎn)程給定量r。(k)，為了實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)給定量ue(k)修改給定量r(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)給定量re(k)與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量rc(k)的偏差A(yù)recQO，以及串級(jí)遠(yuǎn)程給定量rc(k)的增量 Arc(k)，按下述步驟進(jìn)行
步驟1 控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉給定量在線指導(dǎo)動(dòng)作，如果發(fā)生給定量在線指導(dǎo)動(dòng)作， 則控制系統(tǒng)保存在線指導(dǎo)給定量re(k)；
步驟2 在給定量r(k)更新前，控制系統(tǒng)計(jì)算本周期在線指導(dǎo)給定量re(k)和上周期在線指導(dǎo)給定量re(k-Ι)的偏差，如果偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定閥值δκ，δ 給定量范圍的 0. 5-20%，則控制系統(tǒng)置給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1 ；
步驟3 在給定量r (k)更新時(shí)，控制系統(tǒng)判斷給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位的狀態(tài)， 如果給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位1，則控制系統(tǒng)置給定量r(k)為在線指導(dǎo)給定量re(k)， 并復(fù)位給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位。^為0;否則控制系統(tǒng)置給定量r(k)為串級(jí)遠(yuǎn)程給定量 re(k)，控制系統(tǒng)把給定量r(k)反饋到串級(jí)回路，并更新串級(jí)回路調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值；
步驟4 控制系統(tǒng)計(jì)算在線指導(dǎo)給定量與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量的偏差
ArGC(k) = rG(k)-rc(k)；
步驟5 控制系統(tǒng)計(jì)算串級(jí)遠(yuǎn)程給定量的增量Ar。(k) = rc(k)-rc(k-l)；
步驟6 控制系統(tǒng)置 rG (k-1) = r (k)，rc (k-1) = r (k)。
在串級(jí)模式下實(shí)現(xiàn)在線指導(dǎo)給定量，如果串級(jí)回路給定量來(lái)自于上級(jí)具有在線指導(dǎo)功能控制器的輸出，則對(duì)于給定量的在線指導(dǎo)可以通過(guò)上級(jí)具有在線指導(dǎo)功能控制器的輸出控制量在線指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)；如果串級(jí)回路給定量來(lái)自于上級(jí)其他算法輸出，則要求上級(jí)算法控制輸出具有增量計(jì)算特征，即本周期輸出結(jié)果為本周期基準(zhǔn)值與本周期增量值的累加值。
本發(fā)明自動(dòng)控制方法能夠完成修改不同模式下的控制輸出量和回路給定量，實(shí)現(xiàn)在線操作指導(dǎo)或人工優(yōu)先隨時(shí)干預(yù)，避免在自動(dòng)模式時(shí)因修改控制量需要進(jìn)行的手自動(dòng)切換操作；避免在串級(jí)控制時(shí)因修改給定量需要進(jìn)行的切換操作。


圖1為本發(fā)明操作面板示意圖。
圖2為控制量在線指導(dǎo)判斷與處理流程圖。
圖3為自動(dòng)控制模式下控制量在線指導(dǎo)算法流程圖。
圖4為給定量在線指導(dǎo)判斷與處理流程圖。
圖5為串級(jí)模式下給定量在線指導(dǎo)算法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D1所示，為一種在線指導(dǎo)控制方法操作面板示意圖。操作面板包括有1-操作面板標(biāo)題欄；2-過(guò)程值顯示區(qū)；3-過(guò)程給定值顯示輸入?yún)^(qū)，前面顯示給定量當(dāng)前值，后邊編輯框修改給定值；4-輸出控制量顯示輸入?yún)^(qū)，前面顯示控制量當(dāng)前值，后邊編輯框修改控制量；5-在線指導(dǎo)允許切換按鈕和指示；6-自動(dòng)方式切換按鈕和指示；7-手動(dòng)方式切換按鈕和指示；8-給定值增減按鈕；9-輸出控制量增大、快速增大、快速減小、減小按鈕； 10-過(guò)程給定值柱狀圖顯示，11-過(guò)程值柱狀圖顯示和12-輸出控制量柱狀圖顯示。
參照?qǐng)D2所示，為控制量在線指導(dǎo)判斷與處理流程圖，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模式下控制量的在線指導(dǎo)，控制系統(tǒng)需要判斷是否存在在線指導(dǎo)控制量，并對(duì)在線指導(dǎo)控制量進(jìn)行更新。首先判斷是否存在在線指導(dǎo)控制量修改，對(duì)應(yīng)圖1中4-輸出控制量輸入?yún)^(qū)中的輸入修改動(dòng)作，如果存在修改則令ue (k) =11_;如果沒有在線指導(dǎo)控制量修改，接著控制系統(tǒng)判斷是否存在在線指導(dǎo)控制量增減，對(duì)應(yīng)圖1中9-輸出控制量增大、快速增大、快速減小、減小按鈕動(dòng)作，如果存在修改，則令ue (k) = ue (k-Ι) +Δ Ue (k)，完成本掃描周期是否存在控制量在線指導(dǎo)的判斷與相應(yīng)處理。
參考圖3所示，為自動(dòng)控制模式下控制量在線指導(dǎo)算法流程圖，在控制系統(tǒng)處理階段已經(jīng)根據(jù)是否存在在線指導(dǎo)更新Ue (k)，根據(jù)控制算法更新UA (k)首先控制系統(tǒng)判斷本周期在線指導(dǎo)控制量Ue(k)和上周期在線指導(dǎo)控制量ue(k-Ι)的偏差，如果偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定閥值Su，則控制系統(tǒng)置控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位(Su為1，閥值3 根據(jù)實(shí)際需要選擇，如果在線指導(dǎo)控制量變化較小則控制系統(tǒng)取消本次在線指導(dǎo)作用；接著，控制系統(tǒng)判斷控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位，如果控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1，則控制系統(tǒng)置控制量u (k) 為在線指導(dǎo)控制量ue(k)，并復(fù)位控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為0 ；否則控制系統(tǒng)置控制量 u(k)為自動(dòng)輸出控制量uA (k)；最后，控制系統(tǒng)計(jì)算在線指導(dǎo)控制量與自動(dòng)輸出控制量的偏差A(yù)ugaQO =ue(k)-uA(k)，計(jì)算自動(dòng)輸出控制量的增量AuA(k) = uA(k)-uA(k_l)，并置 Ug(H) =u(k),uA(k-l) =u(k)。完成后進(jìn)入后續(xù)程序。
參照?qǐng)D4所示，為給定量在線指導(dǎo)判斷與處理流程圖，為了實(shí)現(xiàn)串級(jí)模式下給定量的在線指導(dǎo)，控制系統(tǒng)需要判斷是否存在在線指導(dǎo)給定量，并對(duì)在線指導(dǎo)控制量進(jìn)行更新。首先判斷是否存在在線指導(dǎo)給定量修改，對(duì)應(yīng)圖1中3-過(guò)程給定值輸入?yún)^(qū)中的輸入修改動(dòng)作，如果存在修改則令re(k) = r。。n;如果沒有在線指導(dǎo)給定量修改，接著控制系統(tǒng)判斷是否存在在線指導(dǎo)給定量增減，對(duì)應(yīng)圖1中8-給定值增減按鈕動(dòng)作，如果存在修改則令 rG(k) = re(k-l) + Are(k)，完成本掃描周期是否存在給定量在線指導(dǎo)的判斷與處理。
參照?qǐng)D5所示，為串級(jí)模式下給定量在線指導(dǎo)算法流程圖，在控制系統(tǒng)處理階段已經(jīng)根據(jù)是否存在在線指導(dǎo)更新re(k)，根據(jù)控制算法更新r。(k)；首先控制系統(tǒng)判斷本周期在線指導(dǎo)給定量re(k)和上周期在線指導(dǎo)給定量re(k-l)的偏差，如果偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定閥值Sk，則控制系統(tǒng)置給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位G^為1 ；閥值δκ根據(jù)實(shí)際需要選擇，如果在線指導(dǎo)給定量變化較小則控制系統(tǒng)取消本次在線指導(dǎo)作用；接著，控制系統(tǒng)判斷給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位，如果給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位《^為1，則控制系統(tǒng)置給定量r(k)為在線指導(dǎo)給定量re (k)，并復(fù)位給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位G、為0 ；否則控制系統(tǒng)置給定量r (k)為串級(jí)遠(yuǎn)程給定量r。(k)，r(k)反饋到串級(jí)回路，更新串級(jí)回路調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值；最后，控制系統(tǒng)計(jì)算在線指導(dǎo)給定量與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量的偏差A(yù)rGC(k) =re(k)-r。(k)，計(jì)算串級(jí)遠(yuǎn)程給定量的増量 Arc(k)=む(10-ら&-1)，并置1~(；&-1) =r(k),rc(k-l) =r(k)。完成后進(jìn)入后續(xù)程序。如果串級(jí)回路給定量來(lái)自于上級(jí)具有在線指導(dǎo)功能控制器的輸出，則對(duì)于給定量的在線指導(dǎo)可以通過(guò)上級(jí)具有在線指導(dǎo)功能控制器的輸出控制量在線指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)；如果串級(jí)回路給定量來(lái)自于上級(jí)其他算法輸出，則要求上級(jí)算法控制輸出具有増量計(jì)算特征，即本周期輸出結(jié)果為本周期基準(zhǔn)值與本周期增量值的累加值。
實(shí)施例一種在線指導(dǎo)自動(dòng)控制方法應(yīng)用于水泥磨筒體內(nèi)物料量自動(dòng)控制。水泥磨筒體內(nèi)物料量的穩(wěn)定性直接影響水泥質(zhì)量和產(chǎn)量的穩(wěn)定，同時(shí)水泥磨筒體內(nèi)物料量的大小是影響水泥產(chǎn)量的重要因素之一。水泥磨筒體內(nèi)物料量主要通過(guò)調(diào)節(jié)入磨喂料量進(jìn)行控制，受物料、研磨體、通風(fēng)量等因素的影響較大，整個(gè)控制對(duì)象具有大慣性、大時(shí)滯和時(shí)變的特性，而且運(yùn)行參數(shù)約束值隨水泥型號(hào)、物料等因素變化而變化，因此現(xiàn)有自動(dòng)控制方法難以滿足連續(xù)穩(wěn)定自動(dòng)投運(yùn)控制要求。當(dāng)前在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)自動(dòng)化控制和人工控制相對(duì)獨(dú)立，由于自動(dòng)化控制系統(tǒng)無(wú)法滿足大慣性、大時(shí)滯和時(shí)變的特性對(duì)控制器的要求，所以基本廢棄不用，為此設(shè)計(jì)具有操作人員在線可指導(dǎo)的控制器結(jié)構(gòu)，以彌補(bǔ)在生產(chǎn)エ況發(fā)生較大變化時(shí)自動(dòng)控制能夠連續(xù)投運(yùn)。控制器操作面板設(shè)計(jì)，參照?qǐng)D1所示。1-操作面板標(biāo)題欄顯示水泥磨存料量控制回路；2-過(guò)程值顯示區(qū)顯示為水泥磨存料量測(cè)量值0 100% ；3-過(guò)程給定值顯示輸入?yún)^(qū)，前面顯示顯示水泥磨存料量給定量當(dāng)前值0 100%，后邊編輯框可以用來(lái)修改水泥磨存料量給定值；4-輸出控制量顯示輸入?yún)^(qū)，前面顯示喂料皮帶秤流量控制指令的當(dāng)前值0-200t/h，后邊編輯框可以用來(lái)修改喂料皮帶秤流量控制輸出；5-在線指導(dǎo)允許切換按鈕，用來(lái)切換在線指導(dǎo)允許或者禁止，指示燈亮?xí)r顯示當(dāng)前處于在線指導(dǎo)允許狀態(tài)；6-自動(dòng)方式切換按鈕，按下切換到自動(dòng)方式，指示燈亮?xí)r顯示當(dāng)前處于自動(dòng)狀態(tài)；7-手動(dòng)方式切換按鈕，按下切換到手動(dòng)方式，指示燈量時(shí)顯示當(dāng)前處于手動(dòng)狀態(tài)；8-給定值增減按鈕， 增按鈕每按下一次增加存料量給定值1%，減按鈕每按下一次減少料位給定值;9_輸出控制量増大按鈕，每按下一次皮帶秤流量控制指令増加lt/h，快速增大按鈕每按下一次皮帶秤流量控制指令増加5t/h，快速減小按鈕每按下一次皮帶秤流量控制指令減少5t/h，減小按鈕每按下一次皮帶秤流量控制指令減少lt/h ； 10-過(guò)程給定值柱狀圖對(duì)應(yīng)0 100%， 11-過(guò)程值柱狀圖對(duì)應(yīng)0 100%和12-輸出控制量柱狀圖對(duì)應(yīng)0-200t/h。水泥磨存料量控制器工作于自動(dòng)模式，水泥磨存料量控制回路控制量由水泥磨存料量増量式PID控制器運(yùn)算得到。當(dāng)在線指導(dǎo)模式允許時(shí)，操作人員根據(jù)運(yùn)行エ況隨時(shí)對(duì)存料量控制回路控制量進(jìn)行在線指導(dǎo)。在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令優(yōu)先級(jí)高于PID算法輸出的喂料皮帶輸出指令。參考圖2所示，首先控制器判斷是否存在在線指導(dǎo)控制量修改，如果存在修改則令本周期在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令為修改輸入量；如果沒有修改在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令，接著控制系統(tǒng)判斷是否存在在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令的增減，例如増大、快速增大、快速減小、減小等動(dòng)作，如果存在修改，則本周期在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令為上周期在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令與本周期増量或減量的累加。參考圖3所示，在本周期在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令更新前，控制器計(jì)算本周期在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令和上周期在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令的偏差，如果偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定閥值，取lt/h，則控制器置控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1 ；在本周期在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令更新時(shí)，控制器判斷控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位的狀態(tài)，如果控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1，則控制器置喂料皮帶輸出指令為本周期在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令，并復(fù)位控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為0 ；否則控制器置喂料皮帶輸出指令為PID算法輸出喂料皮帶輸出指令；最后，控制器計(jì)算在線指導(dǎo)喂料皮帶輸出指令與自動(dòng)輸出喂料皮帶輸出指令的偏差；計(jì)算自動(dòng)輸出喂料皮帶輸出指令的増量；并置上周期喂料皮帶輸出指令本為本周期喂料皮帶輸出指令，本周期PID計(jì)算輸出值為喂料皮帶輸出指令。水泥磨存料量控制器工作于串級(jí)模式，水泥磨存料量控制回路給定量來(lái)自于上級(jí) PID模塊輸出。當(dāng)在線指導(dǎo)模式允許時(shí)，操作人員根據(jù)運(yùn)行エ況隨時(shí)對(duì)存料量控制回路給定量進(jìn)行在線指導(dǎo)，在線指導(dǎo)控制算法把根據(jù)在線指導(dǎo)給定量修改控制回路給定量，并將在線指導(dǎo)給定量與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量的偏差、串級(jí)遠(yuǎn)程給定量的増量返回給上級(jí)PID模塊，以用來(lái)修正下周期的PID基準(zhǔn)值。參考圖4所示，首先，控制器判斷是否存在在線指導(dǎo)存料量給定量修改動(dòng)作，如果存在修改則令本周期在線指導(dǎo)存料量給定量為修改輸入量；如果沒有在線指導(dǎo)給定量修改，接著控制器判斷是否存在在線指導(dǎo)存料量給定量的增減動(dòng)作，如果存在修改則令本周期在線指導(dǎo)存料量給定量為上周期在線指導(dǎo)存料量給定量與本周期增減量的累加。參考圖5所示，在存料量給定量更新前，控制器計(jì)算本周期在線指導(dǎo)存料量給定量和上周期在線指導(dǎo)存料量給定量的偏差，如果偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定閥值，取1 %，則控制器置料位給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1 ；在存料量給定量更新時(shí)，控制器判斷給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位的狀態(tài)，如果給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1，則控制器置存料量給定量為在線指導(dǎo)存料量給定量，并復(fù)位存料量給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為O ；否則控制器置存料量給定量為上級(jí)PID輸出的存料量給定量， 控制器把存料量給定量反饋到上級(jí)PID回路，并更新上級(jí)PID回路控制增量式計(jì)算的基準(zhǔn)值；控制系器計(jì)算在線指導(dǎo)存料量給定量與上級(jí)PID輸出給定量的偏差；控制器計(jì)算上級(jí)PID輸出給定量的増量；并置上周期存料量給定量在線指導(dǎo)值為本周期存料量給定量，井置上周期上級(jí)PID輸出量為本周期存料量給定量。本發(fā)明自動(dòng)控制方法能夠完成修改不同模式下的控制輸出量和回路給定量，實(shí)現(xiàn)在線操作指導(dǎo)或人工優(yōu)先干預(yù)，避免在自動(dòng)模式時(shí)因修改控制量需要進(jìn)行的手自動(dòng)切換操作；避免在串級(jí)控制時(shí)因修改給定量需要進(jìn)行的切換操作。
水泥磨存料量在線指導(dǎo)控制系統(tǒng)運(yùn)行后，能夠長(zhǎng)期運(yùn)行于自動(dòng)、串級(jí)模式，即使在水泥生產(chǎn)狀況發(fā)生比較大的情況，僅需操作人員進(jìn)行在線指導(dǎo)調(diào)整，減輕了操作人員運(yùn)行、 勞動(dòng)強(qiáng)度；另外，通過(guò)人工指導(dǎo)，提高了自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了水泥生產(chǎn)的效率，而且充分發(fā)揮了了人工操作經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)和計(jì)算機(jī)控制連續(xù)實(shí)時(shí)的優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1.一種在線指導(dǎo)自動(dòng)控制方法，基于控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括自動(dòng)模式或串級(jí)模式，其特征在于在自動(dòng)模式下，控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)控制量ue(k)修改控制量u(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)控制量ue(k)與自動(dòng)輸出控制量uA (k)的偏差A(yù)um (k)，以及自動(dòng)輸出控制量uA (k) 的增量AuA(k)；在串級(jí)模式下，控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)給定量re(k)修改給定量r(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)給定量re(k)與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量r。(k)的偏差，以及串級(jí)遠(yuǎn)程給定量r。(k) 的增量Arc(k)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于在所述自動(dòng)模式下，在線指導(dǎo)控制量re (k)優(yōu)先級(jí)高于自動(dòng)輸出控制量uA (k)，為了實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)控制量ue(k) 修改控制量u(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)控制量ue(k)與自動(dòng)輸出控制量uA(k)的偏差 Δ ueA (k)，以及自動(dòng)輸出控制量uA (k)的增量△ uA (k)，按下述步驟進(jìn)行:步驟1 控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉控制量在線指導(dǎo)動(dòng)作，如果發(fā)生控制量在線指導(dǎo)動(dòng)作，則控制系統(tǒng)保存在線指導(dǎo)控制量ue (k)；步驟2:在控制量u(k)更新前，控制系統(tǒng)計(jì)算本周期在線指導(dǎo)控制量ue(k)和上周期在線指導(dǎo)控制量ue(k-Ι)的偏差，如果偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定閥值δυ，δ 為控制量范圍的 0. 5-10%，則控制系統(tǒng)置控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1 ；步驟3:在控制量u (k)更新時(shí)，控制系統(tǒng)判斷控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位(Su的狀態(tài)，如果控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位(^ 為1，則控制系統(tǒng)置控制量u (k)為在線指導(dǎo)控制量ue (k)，并復(fù)位控制量在線指導(dǎo)狀態(tài)位(^ 為0;否則控制系統(tǒng)置控制量u (k)為自動(dòng)輸出控制量uA (k)； 步驟4 控制系統(tǒng)計(jì)算在線指導(dǎo)控制量與自動(dòng)輸出控制量的偏差Δ Uga (k) = uG (k) -Ua (k)；步驟5:控制系統(tǒng)計(jì)算自動(dòng)輸出控制量的增量AuA(k) =uA(k)-uA(k-l)； 步驟 6:控制系統(tǒng)置 ue (k-1) = u(k)，uA(k-l) =u(k)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于在所述串級(jí)模式下，在線指導(dǎo)給定量re(k)優(yōu)先級(jí)高于串級(jí)遠(yuǎn)程給定量r。(k)，為了實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)給定量re(k) 修改給定量r(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)給定量re(k)與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量r。(k)的偏差 Arec(k)，以及串級(jí)遠(yuǎn)程給定量rc(k)的增量ΔαΟΟ，按下述步驟進(jìn)行步驟1 控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)捕捉給定量在線指導(dǎo)動(dòng)作，如果發(fā)生給定量在線指導(dǎo)動(dòng)作，則控制系統(tǒng)保存在線指導(dǎo)給定量re(k)；步驟2:在給定量r(k)更新前，控制系統(tǒng)計(jì)算本周期在線指導(dǎo)給定量re(k)和上周期在線指導(dǎo)給定量re(k-l)的偏差，如果偏差超過(guò)預(yù)先設(shè)定閥值δκ，δ 給定量范圍的 0. 5-20%，則控制系統(tǒng)置給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為1 ；步驟3:在給定量r(k)更新時(shí)，控制系統(tǒng)判斷給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位《^的狀態(tài)，如果給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位。^為1，則控制系統(tǒng)置給定量r(k)為在線指導(dǎo)給定量re(k)，并復(fù)位給定量在線指導(dǎo)狀態(tài)位為O ；否則控制系統(tǒng)置給定量r(k)為串級(jí)遠(yuǎn)程給定量r。(k)， 控制系統(tǒng)把給定量r(k)反饋到上級(jí)回路，并更新上級(jí)回路調(diào)節(jié)基準(zhǔn)值； 步驟4 控制系統(tǒng)計(jì)算在線指導(dǎo)給定量與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量的偏差 ArGC(k) = rG (k) -rc (k)；步驟5:控制系統(tǒng)計(jì)算串級(jí)遠(yuǎn)程給定量的增量Arc(k) =rc(k)-rc(k-l)； 步驟 6:控制系統(tǒng)置 re(k-l) =r(k),rc(k-l) =r(k)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于在串級(jí)模式下實(shí)現(xiàn)在線指導(dǎo)給定量， 如果串級(jí)回路給定量來(lái)自于上級(jí)具有在線指導(dǎo)功能控制器的輸出，則對(duì)于給定量的在線指導(dǎo)可以通過(guò)上級(jí)具有在線指導(dǎo)功能控制器的控制量輸出在線指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)；如果串級(jí)回路給定量來(lái)自于上級(jí)其他算法輸出，則要求上級(jí)算法控制輸出具有增量計(jì)算特征，即本周期輸出結(jié)果為本周期基準(zhǔn)值與本周期增量值的累加值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線指導(dǎo)自動(dòng)控制方法，在自動(dòng)模式下，控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)控制量uG(k)修改控制量u(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)控制量uG(k)與自動(dòng)輸出控制量uA(k)的偏差ΔuGA(k)，以及自動(dòng)輸出控制量uA(k)的增量ΔuA(k)；在串級(jí)模式下，控制系統(tǒng)根據(jù)在線指導(dǎo)給定量rG(k)修改給定量r(k)，控制系統(tǒng)輸出在線指導(dǎo)給定量rG(k)與串級(jí)遠(yuǎn)程給定量rC(k)的偏差ΔrGC(k)，以及串級(jí)遠(yuǎn)程給定量rC(k)的增量ΔrC(k)。本發(fā)明應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域，能夠完成修改不同模式下的控制輸出量和回路給定量，實(shí)現(xiàn)在線操作指導(dǎo)或人工優(yōu)先隨時(shí)干預(yù)，避免在自動(dòng)模式時(shí)因修改控制量需要進(jìn)行的手自動(dòng)切換操作；避免在串級(jí)控制時(shí)因修改給定量需要進(jìn)行的切換操作。
文檔編號(hào)G05B13/04GK102540888SQ201110456219
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者崔棟剛, 徐光華 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)