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摘要流程工业制造过程作为先进制造技术的一个主要应用领域，其过程控制性能的优劣对企业具有极为重要的意义。本课题针对一类典型的单变量过程模型，仅利用过程I/O数据，通过递推算法来改进线性回归算法的不足，给出了一套在实际工程中可行的基于最小方差控制的控制器性能评估算法。以Matlab为开发平台，设计了相应的性能评估算法演示程序，使用Matlab Simulink进行模拟仿真，验证了算法的有效性。最后通过设计Matlab GUI用户界面设计实现了算法的演示。10503
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关键字 控制回路；性能指标；线性回归算法；
最小二乘递推算法；Matlab
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Design of Control Variance Performance Assessment Algorithm for Industrial Processes
Abstract
As one of the main application areas of the advanced manufacturing technology, the process control performance of the industrial manufacture process is of great importance to enterprises. Focusing on a typical single-variable process model and using only the process I/O data, this paper manages to provide a set of feasible controller performance assessment algorithm by improving the deficiencies of the linear regression algorithm through recursive algorithm. This set of assessment algorithm bases itself on the minimum variance control and can be applied in actual engineering process. The corresponding performance evaluation algorithm demonstration program is designed on the development platform of Matlab and its effectiveness is verified by simulation through Matlab Simulink. Finally, the algorithm demo is realized by designing a Matlab GUI.
Key words: Control Loop; Performance Index;
Linear Regression Algorithm; Recursive Least Square Method; Matlab
目 次
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 控制回路性能评价的发展现状 3
1.3 论文研究内容与方法 7
1.4 论文主要内容与安排 8
2 线性回归算法与最小二乘法 9
2.1 问题概述 9
2.2 最小方差基准 11
2.3 最小二乘法 12
2.4 线性回归算法 14
2.5 线性回归算法缺陷 15
3 单变量回路控制性能评价的最小二乘递推算法 16
3.1 最小二乘递推算法 16
3.2 设定值为0的情况 17
3.3 设定值非零的情况 18
3.4 算法流程图： 18
3.5 算法步骤： 19
4 仿真实例 21
4.1 MATLAB软件介绍 21
4.2 数值模型仿真 22
5 MATLAB GUI演示 26
5.1 GUI主界面功能简介 26
5.2 错误处理机制 31
5.3 工业模型仿真验证 33
结论 36
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1．1 课题研究背景及意义
现代工业过程中采用了大量的控制回路，这些控制回路在系统在运行初期，其控制器都会表现出良好的控制性能。但是经过长时间的运行，由于磨损、缺乏文护、过程特性的变化、扰动等种种因素的影响，会导致控制器的性能逐渐衰退。实际的工业过程中有超过60%的控制系统都会出现性能方面的问题。不好的控制性能会导致产品质量和数量的下降，从而增加操作成本。只有那些得到良好设计、整定和文护的过程控制系统才能真正为生产过程带来长期、稳定和可靠的效益。