预测控制方法的研究与应用

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1、摘要预测控制方法的研究与应用预测控制是七十年代末产生并发展起来的一类新型计算机控制算法。因其控制性能良好、易实现、鲁棒性好等优点，在工业过程控制中得到广泛应用。预测控制理论发展的目的是更好地服务于生产实践，因此，如何把先进的预测控制算法应用于实际控制中是预测控制发展的根本性问题之一。论文正是从这一观念出发，在前人研究的基础上，对预测控制算法做了一定的研究。首先，介绍了预测控制方法的发展历程、现状、基本原理、与其他方法的区别、目前存在的局限性以及发展趋势。综述了预测控制算法的特点及多变量和带约束系统的解决方法，并且提出论文所要

2、进行的研究工作。第二，对多变量广义预测控制算法进行研究，它特有的隐式解耦功能可以有效地克服传统分散控制、解耦控制的烦琐和缺陷。仿真结果表明该算法在跟踪性、鲁棒性和抗干扰能力方面都有良好的性能，并且可控制不稳定非最小相位系统。针对广义预测控制算法计算量大的问题，本文又对多变量单值广义预测控制算法进行了一定的研究。第三，在预测控制系统分析方面，针对预测控制算法中使用多种模型形式的情况，本文揭示了不同模型之间的关系，给出了相应的转换公式，为预测控制系统的分析和设计提供了方便。定性地阐述了设计参数与系统北京化．丁人学硕J：学位论文控

3、制性能之间的关系，并用实例加以验证，这对预测控制系统的设计具有参考和指导意义。第四，研究了广义预测控制算法解决约束问题，通过仿真验证效果非常显著，同时也对其他解决约束的方法进行了研究，比如对角解耦以及一种带约束DMC算法，这两种算法都大大减少了计算量，仿真效果也很好。第五，提出了预测控制与PID的转化关系，单变量得到了准确的转换结果。通过对多变量模型预测输出自由响应项的进一步分析，得到了状态反馈结构形式的广义预测控制器，可以像PID控制器一样实现广义预测控制器，并且给出了转化公式。最后，介绍了预测控制在燕山石化常减压装置控制

4、器参数整定与优化项目中的应用。针对燕山石化常减压装置的控制系统，作者进行了系统分析，优化方案设计，测试，以及控制器优化等工作。本项目得到生产现场与审核领导的一致认可和好评，经济效益非常显著，在同类装置上推广前景极其广阔。关键词：多变量，广义预测，模型参数，约束，预测．PIDAbstractTHERESEARCHoFPREDICTIVECoNTRoLMETHoDSFORMUL，rIVAIUABLESYSTEMABSTRACTPredictivecontrolbeginsinthelateseventies，andthenrap

5、iddevelopment，itisanewkindofcomputercontrolalgorithms．Sinceitagoodcontrolperformance，easyimplementation，goodrobustness，etc，ithasbeenwidelyusedinindustrialprocesscontr01．Modelpredictivecontroltheoryisdesignedtoservetheproductionandpractice．Therefore，oneofthefundamen

6、talquestionsofdevelopmentofpredictivecontrolishowtoputtheadvancedpredictivecontrolalgorithmontheactualprodution．Theauthordoestheresearchswiththisthesisatthestartingatthebasisofthepreviousstudiesonthepredictivecontrolalgorithm．Firstofall，theauthordividesthedevelopme

7、ntofpredictivecontrolintofourstages，atthesametimeintroducesthedevelopmentprocess，thebasicprinciples，distinctionwithothermethods，thelimitationsincurrenttrendsandthepredictionofcontrolmethod．Theauthorsummarizesthecharacteristicsofthepredictivecontrolalgorithmandtheso

8、lutionsofmultivariablesandrestraintssystem，andtoputforwardtheresearchswhichhavedone．北京化工人学硕：L学位论文Second，thepapermainlyputstheimportantonstudingmu