多變量預(yù)測控制方法的應(yīng)用研究.pdf

1、為適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)大系統(tǒng)的優(yōu)化控制要求，目前廣泛采用以預(yù)測控制技術(shù)為核心的遞階結(jié)構(gòu)進(jìn)行工業(yè)過程控制。伴隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，主流的預(yù)測控制技術(shù)采用包含“穩(wěn)態(tài)優(yōu)化+動(dòng)態(tài)控制”的雙層結(jié)構(gòu)。雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制可有效解決在復(fù)雜工業(yè)過程中經(jīng)常遇到的多目標(biāo)優(yōu)化、多變量控制等問題。但由于發(fā)展時(shí)間不長，與其在工業(yè)上的應(yīng)用相比，理論研究稍遜一籌。近年來，針對雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制的算法設(shè)計(jì)、算法研究、穩(wěn)態(tài)優(yōu)化可行性分析等問題已有一定的研究成果出現(xiàn)。本課題在已有的研究基

2、礎(chǔ)上，分析了雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制的結(jié)構(gòu)特性和作用機(jī)理，并與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，完成精餾塔的控制問題。課題開發(fā)了系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)功能。
　　課題研究過程分為前期準(zhǔn)備和后期數(shù)據(jù)處理、效果分析兩階段。在前期準(zhǔn)備過程，通過系統(tǒng)辨識得到階躍響應(yīng)模型，并選定與模型信息相吻合動(dòng)態(tài)矩陣控制算法作為控制方法，結(jié)合雙層結(jié)構(gòu)預(yù)測控制作用機(jī)理，在穩(wěn)態(tài)優(yōu)化層完成可行性分析、穩(wěn)態(tài)目標(biāo)的求取，作為動(dòng)態(tài)控制層的設(shè)定點(diǎn)，并完善動(dòng)態(tài)矩陣控制相關(guān)參數(shù)和性能指標(biāo)信息。后期處

3、理，主要是利用已有的模型和數(shù)據(jù)，結(jié)合動(dòng)態(tài)矩陣控制技術(shù)的控制特性，完成系統(tǒng)的控制過程。效果分析主要是對各控制參量的權(quán)值信息進(jìn)行修改，并仿真控制過程，得到結(jié)論，即通過修改不同參量的權(quán)值參數(shù)，對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能產(chǎn)生影響，再根據(jù)結(jié)論，結(jié)合工業(yè)過程的實(shí)際要求，完成參數(shù)的人工設(shè)定，使得控制結(jié)果更好的趨近于預(yù)期效果。最后，上述控制過程通過開發(fā)軟件予以實(shí)現(xiàn)。通過系統(tǒng)控制可使控制輸入和被控輸出變量最后穩(wěn)定在設(shè)定值的允許誤差范圍內(nèi)，即實(shí)現(xiàn)了控制功能