啤酒發(fā)酵溫度SMITH補償分布式預測控制算法研究.pdf

1、啤酒發(fā)酵過程的溫度控制系統(tǒng)由于存在大時滯、強耦合、多變量、不確定性等特性，使得它的控制成為當今研究的熱點和難點。當今的控制方法往往是針對對象特性的一個和幾個方面設計控制器，在實際應用中控制效果不好。本文將分布式預測控制算法應用于啤酒發(fā)酵溫度控制中，并根據其對象特點，對其加以改進，提出了Smith補償分布預測算法，仿真效果良好。 本文的主要研究內容和成果有如下幾個方面： (1)在了解啤酒發(fā)酵生產工藝和控制要求前提下，首先對

2、以啤酒發(fā)酵溫度為代表的過程控制的難點進行了分析，并針對常規(guī)PID控制、Smith補償控制算法在處理大時滯、強耦合、多變量、不確定性對象的控制時效果不好，提出了多變量解耦控制算法的設計方法，并討論了算法穩(wěn)定性，通過仿真研究說明該算法的優(yōu)缺點。 (2)對分布式預測控制算法進行了理論研究，并通過仿真實例說明了該控制算法的優(yōu)缺點。 (3)針對啤酒發(fā)酵溫度過程對象的特點，通過機理分析出模型的結構，通過試驗辨識出模型結構中的參數值，

3、建立相互耦合的三輸入三輸出的過程對象模型。由于分布式預測控制算法能很好的處理這種模型的控制，它具有比解耦控制更加良好的效果，并在克服模型不確定性方面具有優(yōu)勢，但在處理大時滯對象時該控制算法效果不好，所以本文結合了Smith補償控制的思想，改進了原有的分布式預測控制算法，提出了啤酒發(fā)酵溫度分布式預測控制算法，對該算法的實施步驟進行了詳細說明，對控制算法的參數選擇原則進行了闡述，并對控制算法的魯棒性進行了研究，提出了穩(wěn)定性的充要條件。最后對