啤酒發(fā)酵溫度SMITH補(bǔ)償分布式預(yù)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(qiáng)耦合、多變量、不確定性等特性，使得它的控制成為當(dāng)今研究的熱點和難點。當(dāng)今的控制方法往往是針對對象特性的一個和幾個方面設(shè)計控制器，在實際應(yīng)用中控制效果不好。本文將分布式預(yù)測控制算法應(yīng)用于啤酒發(fā)酵溫度控制中，并根據(jù)其對象特點，對其加以改進(jìn)，提出了Smith補(bǔ)償分布預(yù)測算法，仿真效果良好。 本文的主要研究內(nèi)容和成果有如下幾個方面： (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

2、以啤酒發(fā)酵溫度為代表的過程控制的難點進(jìn)行了分析，并針對常規(guī)PID控制、Smith補(bǔ)償控制算法在處理大時滯、強(qiáng)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(shè)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(yù)測控制算法進(jìn)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(jī)理分析出模型的結(jié)構(gòu)，通過試驗辨識出模型結(jié)構(gòu)中的參數(shù)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(yù)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(jié)合了Smith補(bǔ)償控制的思想，改進(jìn)了原有的分布式預(yù)測控制算法，提出了啤酒發(fā)酵溫度分布式預(yù)測控制算法，對該算法的實施步驟進(jìn)行了詳細(xì)說明，對控制算法的參數(shù)選擇原則進(jìn)行了闡述，并對控制算法的魯棒性進(jìn)行了研究，提出了穩(wěn)定性的充要條件。最后對