摘    要：針對在特定物理環境、經濟環境和工程環境下，如何選擇****的結晶器協調控制方案的問題，提出一種新的控制方案分析方法：基于多元決策模型的模糊分析方法。根據連鑄工業過程對結晶器控制系統的要求，選取魯棒性、超調量、能量消耗率、安全性、安裝成本、復雜性等6個指標建立綜合評估體系，采用判斷矩陣法確定多元決策權重向量，進而構造出控制系統評價優選的多元決策模型：基于該模型，在多元約束條件下對4種典型的結晶器協調控制方案及其仿真結果進行了模糊分析．分析結果對實際結晶器控制系統的設計有指導性意義。
　　該方法可以推廠到其他控制系統的方案評估中去：
　　關鍵詞：多元決策模型；方案選擇；模糊分析；結晶器；協調控制1  引  言結晶器是連鑄生產設備的核心，是一個多變量強耦合的復雜系統。結晶器液位和鑄坯拉速是結晶器控制系統中最重要的受控變量。在已知的結晶器控制系統中，對結晶器液位和鑄坯拉速通常都實行各自單變量控制，而較少見二者的協調控制。隨著對連鑄自動化水平越來越高的要求，近期關于結晶器協調控制的研究也越來越多，在文獻[2—3]中已將其研究成果進行了初步應用，并取得r較好的效果。
　　為了推進結晶器協調控制系統在生產實際中的應用，本文提出一種評估和分析控制系統實際應用性能的多元決策模型，對結晶器協調控制系統的多種應用方案進行評估和分析。該模型根據工程中對控制系統的要求，選取魯棒性、超調量、能量消耗率、工作安全性、安裝成本、復雜性等6個指標建立評估體系，較全面地反映了控制系統的物理環境、經濟環境和工程環境之間的相互作用。通過仿真結果的分析表明，它是針對連鑄控制方案選擇要求快速、準確、經濟的特點而建立的一種有效的方法，為設計實際有效的結晶器協調控制系統提供了有效的分析手段。
　　2多元決策模型控制系統的工程特點是一個模糊概念，它已無法由經典數學、統計數學的方法來解決。所以必須用模糊數學的方法實現對系統工程特性模糊參量的量化分析。一個控制系統決策的論域u是設定系統方案的集合，即：
　　u=[方案l，方案2，．．．，方案n]
　　對控制系統起重要影響的多元因素指標集為

　　按照****隸屬度原則，與B中****者對應的方案μj為****方案，它反映了在多元因素指標下的決策結果。   

      3控制系統的多元決策模型的建模一般的控制系統的選擇原則如下：
　　①控制能力強。②系統簡單，成本低。③安全性好，工作可靠，抗干擾能力強。
　　根據這些原則選定被評價方案的集合u：
　　un=[ul，u2，．，un]
　　通常可選用下列因素指標：
　　①控制系統的超調量和振蕩周期con，反映不同控制方案的控制能力，是重要的控制指標。在方案選擇中，可采用仿真或現有的同類系統的運行記錄。
　　②控制系統的魯棒性Robust，反映不同控制方案的適應性。由于環境條件的變化、對象內部的不確定因素及辨識的不精確等因素，將影響標稱模型的精確性，由小增益定理可確定系統的魯棒穩定性范圍。
　　③控制系統的一次安裝成本、維護費用cost，反映不同控制方案的總成本，客觀反映了不同控制方案的相對投資比例。
　　④控制系統的能量消耗率cop．，反映不同控制系統的能量消耗狀況，包括對被控對象的能量節約狀況及控制系統本身的能量消耗狀況。
　　⑤控制系統的安全性safe反映不同控制方案的工作可靠性，包括對可靠性有重大影響并易于定量表示的項目。計算方法有失效率法、AGREE方法及工程加權分配法。這里應用失效率法，取各方案的失效率計算，即：
　　式中，λap為設備總失效率；λGi為第i種元器件的通用失效率；πqi為第i種元器件的通用質量系數；Ni為第i種元器件的數量；n為設備所用元器件的種類數量。
　　⑥控制系統的復雜性Man，反映不同控制方案的復雜程度(酌情選取)。
　　⑦控制系統對周圍環境的影響Affect，主要指噪聲、電磁輻射等(酌情選取)。
　　第6，7種指標一般無法定量描述，可采用評價語氣法(即打分的方式)來定量化處理。語氣算子有：一般(1分)、稍微(2分)、略微(3分)、較為(4分)、明顯(5分)、顯著(6分)、十分(7分)、非常(8分)、極其(9分)、極端(10分)。
　　因此，可以取常值目標函數的集合為VT=(C0 n_，Robust．Cost．C0p．，Safe,Man)式中，con，Robust為性能分析指標；cost，cop為經濟分析指標；safeMan為工程分析指標。
　　當然也可選用其他指標，但必須是對系統有重大影響且易于定量描述的指標，同時應滿足工藝要求。為避免相關性干擾，指標不宜選取過多，一般不應超過6個。在因素指標確定后，必須對需要優化的指標進行優化處理，對可能引起奇異值的因素指標做加權均值弱化處理。
　　由因素指標集得矩陣V，并按定量指標綜合決策法和系數對比法進行評價，則各因素指標的評價值rij(rij≤1．O)

為指標的優劣，并消除不同量綱的影響。
　　由此可計算出模糊決策矩陣R。
　　因素重要程度系數αi是綜合評價的關鍵環節。
　　對各因素重要程度的取值方法有德爾菲法、專家調查法和判斷矩陣分析法。判斷矩陣分析法盡管精確度較低，但是不需要繁雜的統計工作，在方案選擇中是一種有效而快捷的方法。具體步驟如下：
　　step l構造判斷矩陣按照各因素指標中兩兩因素的相對重要程度，根據設計者的經驗，將其分成若干個等級并確定兩兩因素相比的判斷值fui(ui)從而構造出一個n階判斷矩陣。