先進
過程控制（apc）技術作為在生產裝置級的資訊化應用，
在優化裝置的控制
水平和提高
生產過程的
管理水平
的同時，還為企業創造了可觀的經濟效益。
1、什麼是
apc先進過程控制，簡稱apc，並不是什麼新概念。它僅僅只是一大類區別於經典控制的控制方法的統稱，包含的內容非常豐富。從廣泛的概念上來講，
能夠獲得
比經典pid控制
更好的控制效果的控制策略
都可以稱
之為先進控制技術
。一般來講，我們
通常所說的apc大致包含有三大類別的內容：一是傳統的先進控制技術，比如
變增益控制、時滯補償控制、解耦控制、選擇性控制等；
二是現行的先進控制技術，如
模型**控制（mpc）、統計質量控制（
sqc）、內模控制（
imc）、自適控制、專家控制、神經控制器、模糊控制、最優控制等；
三是新興
的先進控制
技術，如
非線性控制
、魯棒控制等。
就目前來講，應用比較廣泛並且取得了良好效果的是
模型**控制
，所以在現階段人們討論apc時，很多時候實際上是指
mpc。
其實，模型**控制亦有很多種形式，如動態矩陣控制（dmc）、廣義**控制（
gpc）等。但不管形式如何，都遵循乙個基本的原理：模型**、滾動優化、反饋校正。
2、為什麼需要
apc我們要使用apc，那肯定是它有經典控制不可比擬的優勢。那我們就來簡單說一說相比於經典pid控制器，它有哪些優勢。
首先，apc與經典pid控制器的最大區別是不再只是單個變數的控制，而是對被控物件的整體進行多個變數的控制。這樣就消除了多個迴路之間的相互影響。
其次，apc相較於經典pid控制器具有**功能。可以根據目前多個迴路的工況進行分析，從而對控制器內每乙個迴路的未來進行**，根據**的結果對迴路進行調節，進而可以讓控制效果最大可能的得到優化。
三是，apc相較於經典pid控制器具有更強的適應能力和更好的魯棒性。適合於處理過程的大滯後、強耦合特性、並能有效地解決過程可測干擾。
還有就是相較於經典pid控制器，apc策略採用多變數優化演算法，適合處理多層次、多目標和多約束控制問題，能夠更方便地讓生產過程控制反應生產過程的經濟指標。
3、如何使用
apc無論apc的優勢有多少，最終都是要落實到具體的應用上。我們先來看看，
apc和整個系統是如何有機結合的，其結構框圖如下：
從上圖，我們可能會覺得只是在傳統控制系統上增加了乙個apc的元件而已。其實不然，因為
apc會與被控物件和控制系統發生深度作用，而且遵循模型**、滾動優化、反饋校正的閉環控制。而且經典
pid所控制的東西，
apc也並沒捨棄，而是在此基礎上有所增加。
當然，apc也有更多不同於經典
pid的東西，它的控制目標不再是某個引數，而是整個
被控物件的全部控制引數。而且被控變數也在傳統的溫度、壓力、流量和液位四大引數的基礎上進行了拓展，增加了諸如產品質量指標和裝置負荷等工藝生產所需要的變數，能夠從整體上提高裝置的穩定性，實現了產品質量的卡邊操作，為挖潛增效創造了條件。
為了更詳細的描述apc的工作流程，我們做了如下的控制結構圖：
上圖看似複雜，其實如果你了解經典控制中的串級控制，它就很容易明白。apc只是針對某乙個工藝控制物件做了整體的優化控制，也就是對多個變數同時協調控制，這也是它控制之效果優於單迴路的根本原因。關於上面這個圖，我們有幾個問題需要詳細說明。
一是apc控制器的給定，我們稱之為工藝控制指標給定。對於經典的
pid控制我們的被控變數無非是溫度、壓力、流量、物位等，系統根據操作人員的要求調節。無論是自動還是手動操作狀態，操作一團給定其
sv值或
mv值。在
apc中也是如此，需要工藝過程操作員給出相應的控制引數設定。不過這些引數要比經典控制的範圍廣得多，除了上述的被控變數外，效能指標，限制條件等也都要求作為工藝引數設定到系統中。對於那些有流程模擬系統的，這些引數顯然可以有流程模擬系統直接給定。
二是apc控制器的模型優化。對於
apc控制起來說，在獲得設定值以及實際引數後，通過**模型計算出優化引數，並將這些優化引數以設定值的形式下發給
pid控制器，這也是我們說它相似於串級調節的原因。那麼很顯然，優化模型直接界定的控制的效果，所以優化模型的建立是關鍵。有了合適的模型是否就高枕無憂了呢？當然不是，在實際應用中我們還要不斷的調整優化。
此外apc控制器的調節週期也需要關注，調節的太快控制物件可能來不及反應，調節太慢控制優化有起不到作用，無論是太快還是太慢都很難找到最優點。
三是經典pid的引數整定。從上圖我們也可以看出，
apc調節離不開經典的
pid控制，因為最終的調節還需要傳統控制系統來執行。所以
pid控制器的引數如何，能不能快速收斂，將直接影響控制的效果。所幸，現在的
apc廠家和控制系統廠家都能提供
pid引數正定工具。
4、來個小結
我們已經描述了apc和其執行過程，也知道了
apc相較於傳統單迴路控制的優勢。但有乙個問題我們沒有談到，那就是
apc控制器不可避免的模型退化問題。模型退化的問題一直困擾著
apcapc
的研究方向之一。
最後，我們不得不說apc確有其優勢，但要有良好的效果卻並不那麼容易，這牽涉到的不僅僅是控制問題，在後續我們再談一談
apc在實際中的應用及困難。
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