Control Configuration Selection for Multivariable Plants

کنترل کارخانه‌ها و فرآیندهای صنعتی چند متغیره برای محققان این حوزه کاری چالش برانگیز و جذاب بوده است. روش های تحلیل و طراحی برای گیاهان چند متغیره را می توان به عنوان استراتژی های طراحی متمرکز و غیرمتمرکز طبقه بندی کرد. با وجود دستاوردهای نظری قابل توجه در کنترل متمرکز چند متغیره، کنترل غیرمتمرکز هنوز به طور گسترده در بسیاری از کارخانه های صنعتی استفاده می شود. این روند در آغاز هزاره سوم هنوز وجود دارد و در آینده قابل پیش بینی با ما خواهد بود. این عمدتاً به دلیل پیاده‌سازی آسان، نگهداری، تنظیم و رفتار قوی در مواجهه با خطاها و عدم قطعیت‌های مدل است که با تعداد زیادی از کنترل‌کننده‌های غیرمتمرکز در حال اجرا در صنعت گزارش شده است. مراحل اصلی به کارگیری کنترل کننده های غیرمتمرکز را می توان به شرح زیر خلاصه کرد: • فرمول بندی اهداف کنترل و مدل سازی کارخانه. • انتخاب ساختار کنترل. • طراحی کنترلر. • شبیه سازی یا آزمایش های آزمایشی کارخانه و پیاده سازی. تقریباً تمام کتاب‌های درسی تئوری کنترل چند متغیره فقط با تحلیل و طراحی سیستم کنترل سروکار دارند. مفهوم مهم انتخاب ساختار کنترل که یک پیش نیاز کلیدی برای یک استراتژی کنترل صنعتی موفق است تقریباً مورد توجه قرار نمی گیرد. انتخاب ساختار شامل دو مرحله اصلی زیر است: • انتخاب ورودی و خروجی. • انتخاب پیکربندی یا مشکل جفت شدن ورودی-خروجی را کنترل کنید. این کتاب بر انتخاب پیکربندی کنترل یا مسئله جفت‌سازی ورودی-خروجی تمرکز دارد، که به عنوان روش انتخاب جفت ورودی و خروجی مناسب برای طراحی کنترل‌کننده‌های SISO (یا بلوک) تعریف می‌شود.

Control of multivariable industrial plants and processes has been a challenging and fascinating task for researchers in this field. The analysis and design methodologies for multivariable plants can be categorized as centralized and decentralized design strategies. Despite the remarkable theoretical achievements in centralized multiva- able control, decentralized control is still widely used in many industrial plants. This trend in the beginning of the third millennium is still there and it will be with us for the foreseeable future. This is mainly because of the easy implementation, main- nance, tuning, and robust behavior in the face of fault and model uncertainties, which is reported with the vast number of running decentralized controllers in the industry. The main steps involved in employing decentralized controllers can be summarized as follows: • Control objectives formulation and plant modeling. • Control structure selection. • Controller design. • Simulation or pilot plant experiments and Implementation. Nearly all the textbooks on multivariable control theory deal only with the control system analysis and design. The important concept of control structure selection which is a key prerequisite for a successful industrial control strategy is almost unnoticed. Structure selection involves the following two main steps: • Inputs and outputs selection. • Control configuration selection or the input-output pairing problem. This book focuses on control configuration selection or the input-output pairing problem, which is defined as the procedure of selecting the appropriate input and output pair for the design of SISO (or block) controllers.