模型預測控制系統(tǒng)的性能評價研究.pdf

1、模型預測控制是一種新型的先進控制算法，它的發(fā)展是經(jīng)過計算機的輔助功能，再對先進算法的應用過程進行改進。隨著現(xiàn)代化的科學進步，工業(yè)現(xiàn)場的過程正在趨于復雜化、大量化。更需要先進的控制理論來支持工業(yè)的發(fā)展?？梢詫PC總結(jié)為三要素它的三要素可以總結(jié)為預測模型、滾動優(yōu)化、反饋控制，然后可以針對一些耦合的現(xiàn)象進行分析處理，形成先進控制層中的重要組成部分。雖然MPC控制器廣泛的應用到工業(yè)現(xiàn)場過程中，但是由于實際工業(yè)現(xiàn)場情況復雜，多因素的干擾，中且M

2、PC控制器設計定型?；诂F(xiàn)場運行，性能指標并不盡人如意。受到外界因素的擾動、不可測的變化因素的影響，沒有定期的維護等原因，都會造成控制性能下降，因此開展對MPC控制器的控制性能的評價是具有深遠意義的。本文基于以上課題背景針對模型預測控制系統(tǒng)的性能評價開展研究，具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　基于模型預測控制以及控制器性能評價與的課題背景、基本原理與發(fā)展過程。開展工作，針對模型預測的動態(tài)矩陣控制思想，深入分析單變量與多變量控制系

3、統(tǒng)，并利用單變量的單容水箱模型進行仿真實驗，驗證基于DMC控制方法下的模型預測控制的先進性。針對單變量系統(tǒng)的控制過程，首先闡述傳統(tǒng)最小方差基于單變量模型的性能評價算法，并整合了最小方差的具體評價步驟。引入多變量系統(tǒng)，介紹關聯(lián)矩陣為預備知識，針對多變量系統(tǒng)提出了兩種評價方法：基于MIMO系統(tǒng)的傳統(tǒng)反饋控制法、多變量最小方差基準評價方法。
　　將MPC的滾動時域思想和傳統(tǒng)最小方差性能評價機理相結(jié)合，設計了針對滾動時域思想的MVC控制器

4、，并針對仿真系統(tǒng)的單變量的水箱模型以及多變量的精餾塔模型進行仿真實驗，仿真驗證了該性能評價方法較傳統(tǒng)最小方差評價更具有實際意義，并驗證了該評價方法的有效性。提出基于廣義思想的最小方差（GMVC）控制器的設計方法，對MPC控制性能評價方法，并對GMVC基準與MVC基準的優(yōu)缺點進行數(shù)據(jù)曲線的對比分析。
　　針對模型預測控制，采用基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計中的歷史數(shù)據(jù)的評價方法，結(jié)合歷史性能指標與設計性能指標對MPC控制器的在線監(jiān)控數(shù)據(jù)進行采集分析，