17、闭环生产系统决策制定拓扑结构解析

闭环生产系统决策制定拓扑结构解析

在生产系统中，闭环决策制定有着多种构建方式。除了将决策组件分配到前向路径和反馈路径外，还可以通过多反馈回路实现决策，并且可以集成预测动态行为的模型。下面将详细介绍几种常见的决策拓扑结构。

1. PID控制

PID控制（比例 - 积分 - 微分控制）结合了比例（P）、积分（I）和微分（D）控制，在工业控制软件和生产过程控制设备中应用广泛。

1.1 连续时间PID控制

通过结合相关方程可得到连续时间PID控制的表达式：
[m(t) = K_p e(t) + K_i \int_{0}^{t} e(\tau) d\tau + K_d \frac{de(t)}{dt}]
对应的变换为：
[M(s) = \left(K_p + \frac{K_i}{s} + K_d s\right) E(s)]
其拓扑结构如图6.26a所示。

1.2 离散时间PID控制

离散时间PID控制也有多种实现方式。
- 一种形式为：
[m(kT) = K_p e(kT) + K_i T \sum_{n = 0}^{k} e(nT) + K_d \frac{e(kT) - e((k - 1)T)}{T}]
其变换为：
[M(z) = \left(K_p + \frac{K_i T}{1 - z^{-1}} + K_d \frac{1 - z^{-1}}{T}\right) E(z)]
拓扑结构如图6.26b所示。
- 另一种通过差分方程实现：
[m(kT) = m((k - 1)T) + K_0 e(kT)