工業(yè)過程的預(yù)測(cè)控制問題研究

1、哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文- I -工業(yè)過程的預(yù)測(cè)控制問題研究 工業(yè)過程的預(yù)測(cè)控制問題研究摘要 摘要由于實(shí)際工業(yè)過程常具有非線性、時(shí)變性和不確定性，且大多數(shù)工業(yè)過程 是多變量的，難于建立其精確的數(shù)學(xué)模型，因此基于嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型的現(xiàn)代控 制理論的綜合方法的使用受到了限制。為此很有必要研究一種不苛求對(duì)象模 型、抗干擾能力強(qiáng)、魯棒性好的控制策略。而本文涉及到的動(dòng)態(tài)矩陣控制 （DMC） ，是一種基于非參數(shù)模型的預(yù)測(cè)控制，它以被控對(duì)象的實(shí)際階躍響

2、應(yīng) 為基礎(chǔ)，無須知道系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型，并能將系統(tǒng)控制到較高的精度，重要 的是它具有較強(qiáng)的魯棒性，非常適用于時(shí)滯系統(tǒng)的控制。首先，本文在深入研究動(dòng)態(tài)矩陣控制的基礎(chǔ)上，將其應(yīng)用于時(shí)滯系統(tǒng)，緊 接著對(duì)其穩(wěn)定性、魯棒性和參數(shù)選取的基本原則做了一些定性的分析。在此基 礎(chǔ)上，引入仿真。一方面，模擬了一個(gè)時(shí)滯對(duì)象的動(dòng)態(tài)矩陣控制，取得了滿意 的控制效果，并與傳統(tǒng) PID 控制相比，顯示了良好的動(dòng)態(tài)特性；另一方面研究 了動(dòng)態(tài)矩陣控制設(shè)計(jì)參數(shù)（優(yōu)化時(shí)域

3、、控制時(shí)域 、校正參數(shù) 和控制權(quán)矩 P M i h陣 ）對(duì)系統(tǒng)性能的影響；另外，進(jìn)行了抗干擾響應(yīng)仿真，證實(shí)了動(dòng)態(tài)矩陣控 R制的良好的魯棒性。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 預(yù)測(cè)控制；動(dòng)態(tài)矩陣控制；魯棒性；時(shí)滯系統(tǒng)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文- III -目錄 目錄摘要…….............................................................................................

4、..................I Abstract................................................................................................................II第 1 章 緒論 .....................................................................

5、...................................11.1 引言 ...........................................................................................................1 1.2 時(shí)滯系統(tǒng)控制的難點(diǎn) ......................................................

6、.........................2 1.3 時(shí)滯系統(tǒng)控制方法的研究現(xiàn)狀 ...............................................................21.3.1 PID 控制...........................................................................................2 1.3.2

7、 Smith 預(yù)估控制................................................................................3 1.3.3 Dahlin 算法 ......................................................................................3 1.3.4 模糊控制 ..........

8、..................................................................................3 1.3.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 ....................................................................................4 1.3.6 預(yù)測(cè)控制 ..........................

9、..................................................................4 1.3.7 其它控制方法 ....................................................................................4 1.3.8 時(shí)滯系統(tǒng)控制的研究方向 ...................................

10、.............................41.4 預(yù)測(cè)控制概述 ...........................................................................................51.4.1 預(yù)測(cè)控制簡(jiǎn)介 ..........................................................................

11、..........5 1.4.2 預(yù)測(cè)控制的基本原理 ........................................................................5 1.4.3 三種典型的預(yù)測(cè)控制算法 ................................................................6 1.4.4 預(yù)測(cè)控制在時(shí)滯系統(tǒng)中應(yīng)用的提出 ............

12、....................................71.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容 ...........................................................................7第 2 章 時(shí)滯對(duì)象的動(dòng)態(tài)矩陣控制 ....................................................................92.1 無

13、純滯后時(shí)的動(dòng)態(tài)矩陣控制算法 ...........................................................92.1.1 預(yù)測(cè)模型 ............................................................................................9 2.1.2 滾動(dòng)優(yōu)化 ..............................

14、............................................................12 2.1.3 反饋校正 ..........................................................................................132.2 純滯后對(duì)象的動(dòng)態(tài)矩陣控制算法 ...................................

15、......................15第 3 章 動(dòng)態(tài)矩陣控制的性能分析 ..................................................................173.1 動(dòng)態(tài)矩陣控制的內(nèi)模控制（IMC）結(jié)構(gòu)..............................................173.1.1 內(nèi)?？刂疲↖MC）介紹.......................

16、............................................17 3.1.2 動(dòng)態(tài)矩陣控制的 IMC 結(jié)構(gòu)..............................................................193.2 動(dòng)態(tài)矩陣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與魯棒性分析 .........................................203.2.1 DMC 系統(tǒng)在模型無失配時(shí)的穩(wěn)定

17、性..........................................20 3.2.2 DMC 系統(tǒng)在模型失配時(shí)的魯棒性..............................................25第 4 章 動(dòng)態(tài)矩陣控制的參數(shù)設(shè)計(jì) ..................................................................274.1 動(dòng)態(tài)矩陣控制中的原始參數(shù)及