黃孝平臺灣大學：化學工程學研究所姜家豪Jiang, Jia-HauJia-HauJiang2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/52359由於串級控制系統在化學工業上的廣泛使用，已經有陶多多的學者針對串級控制結構探討研究過，而串級控制系統使用的時機大多被認為是在外環路動態較慢，內環路較快的動態程序上適合使用，但並沒有一個真正的評估報告對各式各樣不同的串級結構進行測試，也沒有真正的研究指出內環路設定的不同對整體控制環路有何影響。 本文由單環路系統出發，再進入串級系統的討論，藉由模擬了解內外環路不同動態關係，評估串級系統對負荷干擾排除以及設定點追蹤性能的增進情形。The cascade control has been broadly applied in chemical industry. The cascade structure have been an active area of research for many years. Cascade control is thought to be a good control structure when the dynamics of the outer loop is slower than the inner loop, but there is no a detailed report to show that and what will be happened when different dynamic structure is replaced. In this work, we begin from the single loop system to the cascade control. This work assesses the performance of disturbance rejection and setpoint tracking by setting different inner and outer dynamic.誌謝 I 中文摘要 III 英文摘要 V 目錄 VII 附圖目錄 IX 附表目錄 XI 1緒 論 2 1.1 前言 2 1.2 文獻回顧 3 1.3 研究動機與目的 4 1.4 章節組織 5 2單環路控制系統之性能評估 6 2.1 設定點追蹤 6 2.1.1 PI/PID控制器單環路系統可達到之最小 7 IAE值 7 2.1.2 PI/PID性能評估方法 12 2.2 負荷干擾消除 13 2.2.1負荷消除之性能與穩定韌性關係 13 2.2.2 PI/PID控制系統之性能與穩定韌性 16 2.2.3 控制系統對負荷干擾消除之性能評估 21 2.3 結合設定點追蹤與負荷消除之性能評估 24 2.3.1 性能評估標準 24 2.3.2 最適性能指標曲線 25 2.3.2 控制性能之評估 28 2.3.3 以類神經網路求得最適參數 30 3串級控制系統之設計與評估 37 3.1 前言 37 3.2串級控制系統之內外環路設計 37 3.3 串級控制系統之評估指標與範例設計 38 3.3.1 評估指標 38 3.3.2 評估範例 40 3.4串級控制評估範例結果與討論 41 3.4.1 評估表現比較 41 3.4.2 評估討論 69 4系統模式識別 71 4.1 前言 71 4.2 回饋繼電器測試法 71 4.2.1 求取 和 73 4.2.2 求取等效時延 76 4.2.3 繼電器測試之附加機制 78 4.2.3 利用類神經網路求得參數 80 4.3 脈衝響應序列識別法 81 4.3.1 脈衝響應序列識別法附加機制 87 4.3.2 脈衝響應序列識別法於本研究之應用 89 5範例模擬 90 5.1 範例介紹 90 5.2 串級控制模擬 93 6結論 96 參考文獻 97en-US性能評估串級控制performance assessmentcontrolcascadethesis