啤酒發(fā)酵溫度模型預(yù)測(cè)控制集結(jié)簡(jiǎn)化算法的研究.pdf

1、啤酒發(fā)酵過程的溫度控制系統(tǒng)由于存在大時(shí)滯、強(qiáng)耦合、多變量等特性，使得它的控制成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。預(yù)測(cè)控制作為一類采用在線滾動(dòng)優(yōu)化的控制算法，以其良好的控制性能，受到工業(yè)界和理論界的廣泛重視。在許多工業(yè)控制過程中，由于受對(duì)象的復(fù)雜特性及運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境限制，模型預(yù)測(cè)控制需選擇較大的預(yù)測(cè)時(shí)域和控制時(shí)域，因此大大增加了控制器的計(jì)算量和控制周期時(shí)間，從而降低了控制品質(zhì)。對(duì)于預(yù)測(cè)控制而言，其在線優(yōu)化策略的設(shè)計(jì)將決定其穩(wěn)定性及控制性能等問題。本文

2、由此出發(fā)，提出了模型預(yù)測(cè)控制集結(jié)簡(jiǎn)化算法，并將其應(yīng)用于啤酒發(fā)酵溫度控制中，針對(duì)集結(jié)預(yù)測(cè)控制器的控制性能問題，提出了等效集結(jié)算法，仿真效果良好。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容和成果有如下幾個(gè)方面:
　　(1)在了解啤酒發(fā)酵生產(chǎn)工藝和控制要求前提下，首先對(duì)以啤酒發(fā)酵溫度為代表的過程控制的難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并針對(duì)常規(guī)PID控制在處理大時(shí)滯、強(qiáng)耦合、多變量、不確定性對(duì)象的控制時(shí)效果不好，提出了多變量解耦控制算法的設(shè)計(jì)方法，并討論了算法穩(wěn)定性

3、，通過仿真研究說明該算法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　(2)介紹了預(yù)測(cè)控制集結(jié)算法，簡(jiǎn)述了三種典型的集結(jié)算法，重點(diǎn)研究了衰減的集結(jié)算法，并分析了集結(jié)矩陣的維數(shù)、集結(jié)元素排布和衰減度與控制性能的關(guān)系，由仿真分析結(jié)果得出選取集結(jié)矩陣的一般指導(dǎo)原則。
　　(3)針對(duì)啤酒發(fā)酵溫度過程對(duì)象的特點(diǎn)，通過機(jī)理分析出模型的結(jié)構(gòu)，通過試驗(yàn)辨識(shí)出模型結(jié)構(gòu)中的參數(shù)值，建立相互耦合的三輸入三輸出的過程對(duì)象模型。由于預(yù)測(cè)控制集結(jié)算法能很好的處理這種模型的控制，它具