遞階控制系統是指各子系統的控制作用由按照一定優先和從屬關係安排的決策單元來實現的大系統。
基本介紹
- 中文名：遞階控制系統
- 外文名：Hierarhical Control Systems
- 組成：直接控制級、監督控制級等
- 特點：金字塔結構
- 套用：石油、造紙等複雜工業領域
- 涉及領域：自動控制、人工控制
簡介,遞階控制,組成,優點,
簡介
遞階控制系統，其特點為：形成金字塔結構，同級決策單元平行工作對下級施加影響，同時與上級交換信息，受上級干預；便於系統描述；使整個系統資源得到較好利用；增加系統的可靠性和靈活性。該系統有三種基本結構形式：多重遞階結構、多層遞階結構和多級遞階結構。廣泛套用於鋼鐵、石油、造紙等複雜工業領域，以及經濟、管理、行政組織等部門。
遞階控制系統是一種特殊的反饋控制系統。它是用多個控制器組成的組合控制，每個控制器分別控制被控對象的一部分，然後用另外的控制器(稱為協調器和決策器)對控制器加以協調控制，以使被控制對象的各部分協調工作。
遞階控制
遞階智慧型控制(hierarchical intelligent control)，簡稱遞階控制。遞階控制是智慧型控制最早的理論之一，而遞階智慧型控制系統結構已隱含在其他各種智慧型控制系統之中，成為其他各種智慧型控制系統的重要基礎。遞階控制是在研究早期學習控制系統的基礎上，並從工程控制論角度總結人工智慧與自適應控制、自學習控制和自組織控制的關係之後而逐漸形成的。已經提出幾種遞階控制理論。其中以薩里迪斯提出的基於三個控制層次和IPDI原理的三級遞階智慧型控制系統最具代表性。此外，還有基於知識描述和數學解析的兩層混合智慧型控制系統、採用四層遞階控制結構以及三段六層遞階控制結構的智慧型控制系統等。
遞階控制的特點是能夠通過決策器實現整體最佳化。它主要用於特大型生產系統、社會經濟系統、電力通信系統等大系統。
組成
遞階控制系統(Hierarhical Control Systems)一般分為3個層次。
第一層是直接控制級，直接控制被控對象，這一層一般是微處理器。
第二層是監督控制級，進行最優或自適應控制，負責指揮直接控制級工作並向上一級傳送信息，這一層一般是控制計算機。
第3層是管理信息級，主要對系統進行管理並調度指揮監督控制級工作。管理信息級是整個系統的中樞，它根據監督控制級提供的信息及被控對象的要求編制全面反映整個系統工作情況的報表，審核控制方案，選擇控制模型，制定最優控制策略，對下一層下達命令等。管理信息級通常是一個功能較強的通用計算機。
整個系統可以根據控制任務的需要，建立若干監督控制系統，每個監督控制系統又可建立若干個子系統。
控制器在遞階控制系統中是在協調器的調節下控制整個大系統的一部分；協調器是用來協調具體控制器間關係的控制器，它是在決策器的指揮下，對各控制器的各種操作進行調節，以實現整體最佳化；決策器是一種分析反饋信息，進行巨觀決策的控制器。由於控制器在控制過程中形成了遞階關係，因而稱其為遞階控制。遞階控制也可稱為多層控制或多級控制。
優點
遞階控制系統的優點是各個分級具有各自的分工範圍，它們相互協調。協調由上一級完成，下級數據傳送到上一級，由上一級根據生產要求進行協調，並把協調後的指令送達各有關的下一級，再由下一級實現。分散過程控制裝置是自治的系統，它採集生產過程的各種數據，按控制要求輸出有關信號，送執行機構完成控制操作。由於在各個分散控制裝置間既有分工，又有聯繫，同時，各自能根據上一級的協調來完成各自的任務，因此，它們又是相互聯繫和制約的，這樣，整個系統能在最佳化的操作條件下運行。
