PID controller design for multivariable crystal growth process

Для многомерного процесса выращивания крупногабаритных щелочногалоидных монокристаллов проведен синтез регулятора полного порядка с использованием H∞ - процедуры формирования контура, учитывающей неопределенность в описании модели процесса кристаллизации и действующих внешних возмущений. Синтез H∞ регулятора, основанный на 2-Риккати подходе, дал регулятор с порядком, равным порядку объекта управления. Регулятор полного порядка аппроксимирован до ПИД регулятора на основе разложения в ряд Маклорена матричной передаточной функции полного регулятора, представленного в пространстве состояний. Аппроксимация ПИД регулятора обеспечила высокое качество управления процессом выращивания монокристалла CsI(Tl) диаметром 300 мм при необходимом запасе устойчивости системы.In this paper, a robust controller design method is first formulated to deal with both performance and robust stability specifications for multivariable processes. The optimum problem is then dealt with using a loop-shaping H∞ approach, which gives a sub-optimal solution. Then a PID approximation method is proposed to reduce a high-order controller. The whole procedure involves selecting several parameters and the computation is simple, so it serves as a PID tuning method for multivariable processes. Examples show that the method is easy to use and the resulting PID settings have good time-domain performance and robustness