避免失效：过程控制设计中的子系统探讨

当面对过程控制设计问题时，首先将精力放在基本的子系统上。因为那些最完整、最优、最漂亮的设计可以在这一层面上实现（因为问题更简单，更容易描述清楚等）。然而，整个系统的性能是最关键的。任何子系统层面上的最优化可能都是徒劳，因为各局部最优系统的结合未必产生最优系统的性能。

全局系统才是最关键的。子系统的失效对整个系统来说可能是灾难性的。首要的目标是实现一个可行的、可靠的全局设计。细致的调节和优化可以之后再做。任何情况下，优化必须从全局系统的性能而不是从局部的子系统来评判。即使这样，全局优化也许不是首要目标，因为安全和可靠必须要优先考虑。

例如灌溉渠系统，全局优化要求用所有的水位决定所有闸门的位置。这种多输入、多输出设计在纸面上可行，但实际却无法实现，因为它依靠的通信太脆弱得不到保证。利用配对和解耦的次优分散设计，可以很好地运行，有更高的安全性和可靠性。在商业上，TotalChannelControl^TM正是应用了这样的解决方案。(www.xing528.com)

同时，因为大多数控制设计是基于模型的，我们需要明白所有模型的有效性都是有限的。因此，在控制设计中，保证已获得的系统性能不依赖于超出有效性区域的模型。例如，考虑电机模型，很容易地总结出输入电压越高电机达到需要转速的时间就越短。问题是可以施加在电机上的电压是有限的，超过了限度电机就会烧毁。有时，模型的有效领域并不被人认识，在完全被人接受之前需要对所有控制设计进行校验和测试。