預(yù)測控制方法的研究與應(yīng)用.pdf

1、預(yù)測控制是七十年代末產(chǎn)生并發(fā)展起來的一類新型計算機控制算法。因其控制性能良好、易實現(xiàn)、魯棒性好等優(yōu)點，在工業(yè)過程控制中得到廣泛應(yīng)用。預(yù)測控制理論發(fā)展的目的是更好地服務(wù)于生產(chǎn)實踐，因此，如何把先進(jìn)的預(yù)測控制算法應(yīng)用于實際控制中是預(yù)測控制發(fā)展的根本性問題之一。論文正是從這一觀念出發(fā)，在前人研究的基礎(chǔ)上，對預(yù)測控制算法做了一定的研究。 首先，介紹了預(yù)測控制方法的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀、基本原理、與其他方法的區(qū)別、目前存在的局限性以及發(fā)展趨勢。

2、綜述了預(yù)測控制算法的特點及多變量和帶約束系統(tǒng)的解決方法，并且提出論文所要進(jìn)行的研究工作。 第二，對多變量廣義預(yù)測控制算法進(jìn)行研究，它特有的隱式解耦功能可以有效地克服傳統(tǒng)分散控制、解耦控制的煩瑣和缺陷。仿真結(jié)果表明該算法在跟蹤性、魯棒性和抗干擾能力方面都有良好的性能，并且可控制不穩(wěn)定非最小相位系統(tǒng)。針對廣義預(yù)測控制算法計算量大的問題，本文又對多變量單值廣義預(yù)測控制算法進(jìn)行了一定的研究。 第三，在預(yù)測控制系統(tǒng)分析方面，針對預(yù)

3、測控制算法中使用多種模型形式的情況，本文揭示了不同模型之間的關(guān)系，給出了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換公式，為預(yù)測控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計提供了方便。定性地闡述了設(shè)計參數(shù)與系統(tǒng)控制性能之間的關(guān)系，并用實例加以驗證，這對預(yù)測控制系統(tǒng)的設(shè)計具有參考和指導(dǎo)意義。 第四，研究了廣義預(yù)測控制算法解決約束問題，通過仿真驗證效果非常顯著，同時也對其他解決約束的方法進(jìn)行了研究，比如對角解耦以及一種帶約束DMC算法，這兩種算法都大大減少了計算量，仿真效果也很好。

4、 第五，提出了預(yù)測控制與PID的轉(zhuǎn)化關(guān)系，單變量得到了準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。通過對多變量模型預(yù)測輸出自由響應(yīng)項的進(jìn)一步分析，得到了狀態(tài)反饋結(jié)構(gòu)形式的廣義預(yù)測控制器，可以像PID控制器一樣實現(xiàn)廣義預(yù)測控制器，并且給出了轉(zhuǎn)化公式。 最后，介紹了預(yù)測控制在燕山石化常減壓裝置控制器參數(shù)整定與優(yōu)化項目中的應(yīng)用。針對燕山石化常減壓裝置的控制系統(tǒng)，作者進(jìn)行了系統(tǒng)分析，優(yōu)化方案設(shè)計，測試，以及控制器優(yōu)化等工作。本項目得到生產(chǎn)現(xiàn)場與審核領(lǐng)導(dǎo)的一致認(rèn)可和