GPC在大時滯溫控系統(tǒng)的實用化研究和應(yīng)用.pdf

1、溫度控制廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，如塑料管材生產(chǎn)線上塑料擠出機設(shè)備的料筒的溫度控制，和電廠熱工過程中過熱蒸汽溫度的控制。擠出機料筒的溫度控制效果直接影響著擠出制品的性能和質(zhì)量，料筒溫度控制的可靠與否及其溫控精度的高低已成為實現(xiàn)精密擠出成型的關(guān)鍵，溫度控制也成為擠出制品生產(chǎn)工藝的重要組成部分。在電廠熱工生產(chǎn)過程中，過熱蒸汽溫度是整個汽水通道中溫度最高的部分，它過高或過低都將給安全生產(chǎn)帶來不利影響，因此，過熱蒸汽溫度必須控制在規(guī)定的范圍

2、內(nèi)。 擠出機和電廠的溫度被控對象，都存在大時滯、大慣性和非線性的現(xiàn)象，并且數(shù)學(xué)模型不確定，容易受外界因素干擾，這也是溫度控制對象的普遍特點。正是由于這些特點，使得溫度控制系統(tǒng)難以實現(xiàn)理想的控制。目前溫度控制中應(yīng)用的最廣泛的是PID控制，它結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、可靠性高，對于一般的溫度控制能得到很好的效果。但是PID不能自行整定參數(shù)，當生產(chǎn)過程中模型的時滯慣性等參數(shù)發(fā)生改變時，控制器的效果就會變差，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)和振蕩。

3、為解決上述溫度控制中存在的問題，本文將廣義預(yù)測控制(GPC)應(yīng)用于溫度控制。廣義預(yù)測控制適用于有純時延、開環(huán)不穩(wěn)定的非最小相位系統(tǒng)，并且能在線估計參數(shù)，實現(xiàn)自適應(yīng)控制。但是廣義測控制的基本算法計算量較大，為了提高控制器的實時性，本文采取了兩種措施來減少計算量：一是采用廣義預(yù)測控制的隱式算法，二是使用遞推的方法對矩陣求逆。此外，還將廣義預(yù)測控制的隱式算法和PID算法相結(jié)合，這消除了控制器初始參數(shù)不準確給系統(tǒng)造成的不良影響，進一步提高了系統(tǒng)