復(fù)雜工業(yè)過(guò)程控制的研究現(xiàn)狀

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯復(fù)雜工業(yè)過(guò)程控制的研究現(xiàn)狀 關(guān)于簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程，目前尚無(wú)統(tǒng)肯定義。其簡(jiǎn)單性可概括為兩個(gè)方面：客觀簡(jiǎn)單性和熟悉簡(jiǎn)單性。前者是指客觀工業(yè)過(guò)程中某種運(yùn)動(dòng)或性態(tài)跨越層次后整合的、不行還原的新性態(tài)和相互關(guān)系；后者是指對(duì)客觀工業(yè)過(guò)程中簡(jiǎn)單性的有效理解及其表達(dá)。但在實(shí)際工程中，有些專(zhuān)家認(rèn)為，若工業(yè)過(guò)程受行為變量影響很弱且過(guò)程主要由狀態(tài)變量描述，可認(rèn)為是一個(gè)簡(jiǎn)潔系統(tǒng)，即簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程的關(guān)鍵是由行為變量所致。按系統(tǒng)科學(xué)理論，工業(yè)過(guò)程有多種分類(lèi)方法：若組成工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)的子過(guò)程或元部件比較少且其關(guān)系比較單純，則稱(chēng)為簡(jiǎn)潔的工業(yè)過(guò)程；若組成工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)的子過(guò)程或元部件許多或特別大且其關(guān)系

2、簡(jiǎn)單，則稱(chēng)之為大系統(tǒng)工業(yè)過(guò)程；若在其中子過(guò)程的種類(lèi)不太多且關(guān)系又比較簡(jiǎn)潔，一般可用線性或易于表達(dá)的非線性關(guān)系描述，則稱(chēng)為簡(jiǎn)潔大系統(tǒng)工業(yè)過(guò)程；若在其中子過(guò)程種類(lèi)許多且關(guān)系簡(jiǎn)單，遞階層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，子過(guò)程間又耦合很緊，一般又不行用線性或易于表達(dá)的非線性關(guān)系描述，則稱(chēng)為簡(jiǎn)單大系統(tǒng)工業(yè)過(guò)程。 傳統(tǒng)的經(jīng)典掌握或現(xiàn)代掌握理論在解決簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程的掌握方面，有很大局限性，主要表現(xiàn)如下： (1)不確定性問(wèn)題傳統(tǒng)掌握是基于模型的掌握，即掌握、過(guò)程及干擾的模型是已知的或者是經(jīng)過(guò)辨識(shí)可以得到的。但簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程中許多掌握問(wèn)題具有不確定性，甚至經(jīng)常發(fā)生突變。對(duì)于“未知”、不確定或知之不多的掌握問(wèn)題，用傳統(tǒng)掌握方法難以建模，

3、因而也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的掌握。 (2)高度非線性問(wèn)題傳統(tǒng)掌握理論中，對(duì)于有高度非線性的工業(yè)過(guò)程，雖然也有一些非線性掌握方法可被采納，但總體而言，非線性理論遠(yuǎn)不如線性理論成熟，并且有些方法則因工業(yè)過(guò)程特殊簡(jiǎn)單而難以應(yīng)用。 (3)半結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題傳統(tǒng)掌握理論主要采納微分方程、狀態(tài)方程及各種數(shù)學(xué)變換作為討論工具。其本質(zhì)是一種數(shù)值計(jì)算方法，屬定量分析掌握范疇，其結(jié)果必定要求掌握問(wèn)題結(jié)構(gòu)化程度高，易于用定量數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述或建模。而簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程中最關(guān)注的和需要支持的，有時(shí)恰恰是半結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題。 (4)不行確定性的問(wèn)題工業(yè)過(guò)程不行確定性應(yīng)包括通常意義下的操作過(guò)程和所處的環(huán)境。而簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程中各子

4、過(guò)程間關(guān)系錯(cuò)綜簡(jiǎn)單，各元部件間高度耦合、相互制約，外部環(huán)境又極其簡(jiǎn)單、變化莫測(cè)，有的工業(yè)過(guò)程涉及到人的感觀因素，如香煙的感觀質(zhì)量、酒的口味等均涉及到人的行為，而人的行為又是帶有主觀性質(zhì)的簡(jiǎn)單行為。 (5)牢靠性問(wèn)題常規(guī)的基于數(shù)學(xué)模型的工業(yè)過(guò)程掌握問(wèn)題傾向于是一個(gè)相互依靠的整體，盡管該方法的工業(yè)過(guò)程常常存在魯棒性與靈敏度之間的沖突，但對(duì)簡(jiǎn)潔的工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)掌握而言，其問(wèn)題并不突出。而對(duì)于簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程，則將可能由于條件的變化使整個(gè)掌握崩潰。因此，簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程的掌握問(wèn)題期盼著用新的理論與方法來(lái)實(shí)實(shí)在在地解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際問(wèn)題，這是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)展的迫切要求，也是人類(lèi)進(jìn)展的需要。 人們估計(jì)在21世紀(jì)工業(yè)的

5、進(jìn)展中，將以光電技術(shù)和人工智能為標(biāo)志的信息技術(shù)為前導(dǎo)，以基因工程和細(xì)胞工程為標(biāo)志的生物技術(shù)為核心，以超導(dǎo)材料和人工定向設(shè)計(jì)材料為標(biāo)志的新材料技術(shù)為基礎(chǔ)，以核聚變能和太陽(yáng)能為標(biāo)志的新能源技術(shù)為支柱，以航天飛機(jī)和永久太空站為標(biāo)志的空間技術(shù)向外延長(zhǎng)，以深海采掘和海水利用為標(biāo)志的海洋技術(shù)向內(nèi)拓展，引起工業(yè)過(guò)程掌握領(lǐng)域高技術(shù)的新突破。可想而知，人們討論的簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程是一個(gè)具有高度簡(jiǎn)單、不行確定、多層次、網(wǎng)絡(luò)性系統(tǒng)，在一個(gè)層次上是不行能把工業(yè)過(guò)程完全弄清晰，對(duì)其討論需要在多個(gè)層次上進(jìn)行49。所謂簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程乃是工業(yè)過(guò)程中帶有根本性的、普遍性的又是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有解決的問(wèn)題。這就需要我們?cè)趯?lái)討論中，運(yùn)用簡(jiǎn)單系統(tǒng)理

6、論供應(yīng)的新概念、新方法及新成果，結(jié)合已經(jīng)形成的簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程特有的概念體系和方法學(xué)，通過(guò)多個(gè)層次以及對(duì)多個(gè)層次的綜合集成討論，最終在個(gè)體層面上解答和揭示工業(yè)過(guò)程。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外掌握界都把簡(jiǎn)單系統(tǒng)的掌握作為自動(dòng)化學(xué)科進(jìn)展的前沿方向，大型簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程、不確定可變掌握對(duì)象作為重要的討論領(lǐng)域，以其特有簡(jiǎn)單性推動(dòng)著該學(xué)科前沿進(jìn)展。 從現(xiàn)階段進(jìn)展趨勢(shì)看，在工業(yè)過(guò)程掌握中掌握策略的智能化，決策支持的“專(zhuān)家”化已成為必定。通過(guò)學(xué)問(wèn)工程方法，將有關(guān)對(duì)象的定性學(xué)問(wèn)、人的閱歷學(xué)問(wèn)與技巧和啟發(fā)式規(guī)律推理有效地集成起來(lái)，從而構(gòu)成學(xué)問(wèn)庫(kù)系統(tǒng)，以支持系統(tǒng)掌握策略和算法的優(yōu)選及運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)化，已成為簡(jiǎn)單工業(yè)過(guò)程掌握的重要技術(shù)手段。其實(shí)質(zhì)是對(duì)人的力量放大和增加。計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)(Computer Integrated Process System ，CIPS) 是工業(yè)過(guò)程掌握進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)代的產(chǎn)物，以連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程為討論對(duì)象，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成綜合自動(dòng)化。雖然計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中起很大作用，但仍舊是幫助工具，人在監(jiān)控級(jí)總體閉環(huán)中仍舊起著不行取代的關(guān)鍵作用。這包括人在內(nèi)的系統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是一種人機(jī)靈能系統(tǒng)，在協(xié)同作用過(guò)程中將呈現(xiàn)出超過(guò)人的智力和才能的力量。但關(guān)鍵在于