控制系統之性能評估與線上監控

控制系統之性能評估與監控技術對於改進工業中控制環路之性能有很大的幫助，本書提出一種確定型性能評估與監控的方法。在單環路系統中，對於設定點追蹤部分，考慮的控制器包括含積分作用之一般控制器與PI/PID控制器，分別找出簡單回饋控制系統可達到的極限最小IAE值與最適上昇時間，以此做為評估之基準，同時定義用以評估之定量性能指標。對於負荷干擾消除部分，系統性能與穩定韌性存有強烈的衝突，故IAE值之下限與系統的增益邊限有關，定義三個評估指標用以評估系統的性能與穩定韌性以及兩者間之妥協是否有效運用。在結合兩控制目的之評估時，計算出最適性能指標曲線以表示系統對兩種性能之最佳組合情形，然後以系統指標落點偏離最適曲線的程度來評估整體性能，並討論控制器設計之準則。至於線上性能監控方面，由PI/PID控制系統對於設定點追蹤之IAE值與相對應上昇時間所形成的最適軌跡區域，可使評估在程序模式未知的情況下進行。若要更準確的進行評估或是控制器最適調諧，本書提出利用回饋繼電器測試來識別程序FOPDT與SOPDT模式之方法，由識別出之模式不僅可計算系統之性能下限，更可用來進行控制器的自動調諧，結合此兩者可整合系統性能之評估與改善。對於多環路系統之性能評估，藉由對等開環程序(equivalent open-loop process，EOP)之定義，可將多環路系統分解成數個對等單環路系統，故單環路 系統之性能評估與監控方法便可應用至多環路系統中。