摘    要：针对在特定物理环境、经济环境和工程环境下，如何选择****的结晶器协调控制方案的问题，提出一种新的控制方案分析方法：基于多元决策模型的模糊分析方法。根据连铸工业过程对结晶器控制系统的要求，选取鲁棒性、超调量、能量消耗率、安全性、安装成本、复杂性等6个指标建立综合评估体系，采用判断矩阵法确定多元决策权重向量，进而构造出控制系统评价优选的多元决策模型：基于该模型，在多元约束条件下对4种典型的结晶器协调控制方案及其仿真结果进行了模糊分析．分析结果对实际结晶器控制系统的设计有指导性意义。
　　该方法可以推厂到其他控制系统的方案评估中去：
　　关键词：多元决策模型；方案选择；模糊分析；结晶器；协调控制1  引  言结晶器是连铸生产设备的核心，是一个多变量强耦合的复杂系统。结晶器液位和铸坯拉速是结晶器控制系统中最重要的受控变量。在已知的结晶器控制系统中，对结晶器液位和铸坯拉速通常都实行各自单变量控制，而较少见二者的协调控制。随着对连铸自动化水平越来越高的要求，近期关于结晶器协调控制的研究也越来越多，在文献[2—3]中已将其研究成果进行了初步应用，并取得r较好的效果。
　　为了推进结晶器协调控制系统在生产实际中的应用，本文提出一种评估和分析控制系统实际应用性能的多元决策模型，对结晶器协调控制系统的多种应用方案进行评估和分析。该模型根据工程中对控制系统的要求，选取鲁棒性、超调量、能量消耗率、工作安全性、安装成本、复杂性等6个指标建立评估体系，较全面地反映了控制系统的物理环境、经济环境和工程环境之间的相互作用。通过仿真结果的分析表明，它是针对连铸控制方案选择要求快速、准确、经济的特点而建立的一种有效的方法，为设计实际有效的结晶器协调控制系统提供了有效的分析手段。
　　2多元决策模型控制系统的工程特点是一个模糊概念，它已无法由经典数学、统计数学的方法来解决。所以必须用模糊数学的方法实现对系统工程特性模糊参量的量化分析。一个控制系统决策的论域u是设定系统方案的集合，即：
　　u=[方案l，方案2，．．．，方案n]
　　对控制系统起重要影响的多元因素指标集为

　　按照****隶属度原则，与B中****者对应的方案μj为****方案，它反映了在多元因素指标下的决策结果。   

      3控制系统的多元决策模型的建模一般的控制系统的选择原则如下：
　　①控制能力强。②系统简单，成本低。③安全性好，工作可靠，抗干扰能力强。
　　根据这些原则选定被评价方案的集合u：
　　un=[ul，u2，．，un]
　　通常可选用下列因素指标：
　　①控制系统的超调量和振荡周期con，反映不同控制方案的控制能力，是重要的控制指标。在方案选择中，可采用仿真或现有的同类系统的运行记录。
　　②控制系统的鲁棒性Robust，反映不同控制方案的适应性。由于环境条件的变化、对象内部的不确定因素及辨识的不精确等因素，将影响标称模型的精确性，由小增益定理可确定系统的鲁棒稳定性范围。
　　③控制系统的一次安装成本、维护费用cost，反映不同控制方案的总成本，客观反映了不同控制方案的相对投资比例。
　　④控制系统的能量消耗率cop．，反映不同控制系统的能量消耗状况，包括对被控对象的能量节约状况及控制系统本身的能量消耗状况。
　　⑤控制系统的安全性safe反映不同控制方案的工作可靠性，包括对可靠性有重大影响并易于定量表示的项目。计算方法有失效率法、AGREE方法及工程加权分配法。这里应用失效率法，取各方案的失效率计算，即：
　　式中，λap为设备总失效率；λGi为第i种元器件的通用失效率；πqi为第i种元器件的通用质量系数；Ni为第i种元器件的数量；n为设备所用元器件的种类数量。
　　⑥控制系统的复杂性Man，反映不同控制方案的复杂程度(酌情选取)。
　　⑦控制系统对周围环境的影响Affect，主要指噪声、电磁辐射等(酌情选取)。
　　第6，7种指标一般无法定量描述，可采用评价语气法(即打分的方式)来定量化处理。语气算子有：一般(1分)、稍微(2分)、略微(3分)、较为(4分)、明显(5分)、显着(6分)、十分(7分)、非常(8分)、极其(9分)、极端(10分)。
　　因此，可以取常值目标函数的集合为VT=(C0 n_，Robust．Cost．C0p．，Safe,Man)式中，con，Robust为性能分析指标；cost，cop为经济分析指标；safeMan为工程分析指标。
　　当然也可选用其他指标，但必须是对系统有重大影响且易于定量描述的指标，同时应满足工艺要求。为避免相关性干扰，指标不宜选取过多，一般不应超过6个。在因素指标确定后，必须对需要优化的指标进行优化处理，对可能引起奇异值的因素指标做加权均值弱化处理。
　　由因素指标集得矩阵V，并按定量指标综合决策法和系数对比法进行评价，则各因素指标的评价值rij(rij≤1．O)

为指标的优劣，并消除不同量纲的影响。
　　由此可计算出模糊决策矩阵R。
　　因素重要程度系数αi是综合评价的关键环节。
　　对各因素重要程度的取值方法有德尔菲法、专家调查法和判断矩阵分析法。判断矩阵分析法尽管精确度较低，但是不需要繁杂的统计工作，在方案选择中是一种有效而快捷的方法。具体步骤如下：
　　step l构造判断矩阵按照各因素指标中两两因素的相对重要程度，根据设计者的经验，将其分成若干个等级并确定两两因素相比的判断值fui(ui)从而构造出一个n阶判断矩阵。