基于核函數(shù)的非線性預測PID控制方法及其PLC實現(xiàn)關鍵技術研究.pdf

1、微生物發(fā)酵過程是現(xiàn)代化的生物工程和生物技術及其產(chǎn)業(yè)化的基礎。隨著發(fā)酵技術的進步及其工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，發(fā)酵過程控制技術的進步對于提高產(chǎn)物的產(chǎn)量與品質具有重要作用。PID控制器簡便易行、對模型誤差具有一定魯棒性，是應用最為廣泛的工業(yè)控制器，但存在不易克服被控系統(tǒng)的非線性和時滯特性等問題，因此難以控制復雜過程。發(fā)酵過程涉及到生命體的成長與繁殖并且機理復雜，具有高度的非線性、時變性和大滯后等特征，傳統(tǒng)PID控制器已不能滿足發(fā)酵過程控制的實

2、際需要。而基于核函數(shù)的非線性預測PID方法能夠有效的處理大滯后控制問題，且在被控系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生變化時具有較強的魯棒性與可靠性，可以滿足發(fā)酵過程的特征需要。因此研究基于核函數(shù)的非線性預測PID控制方法，并解決在PLC上實現(xiàn)應用所遇到的關鍵技術問題，具有重要的理論意義和應用價值。
　　本文考慮發(fā)酵過程控制的非線性、時變性和大滯后等特征，由預測PID方法的研究入手，采用基于核函數(shù)的SVM誤差預測方法，構建改進的非線性預測PID遞推控制器

3、;對遞推最小二乘SVM、基于該技術的預測PID控制器的整數(shù)算法進行研究，分析了截斷誤差對預測PID控制器魯棒性的影響;研究了所提出的核預測PID整數(shù)算法的PLC實現(xiàn)技術，通過轉化其算法流程，在資源有限的低端PLC上高效地實現(xiàn)所提出的非線性預測PID算法，為基于PLC的發(fā)酵過程控制系統(tǒng)提供技術基礎;通過仿真實驗和實際發(fā)酵過程控制加以改進和優(yōu)化，并驗證本文所提出方法的有效性。實驗研究表明，基于核函數(shù)的非線性預測PID方法能夠有效處理發(fā)酵過程