pi型广义预测控制算法及其在温度控制中的应用研究

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1、PI型广义预测控制算法及其在温度控制中的应用研究PI型广义预测控制算法及其在温度控制中的应用研究摘要广义预测控制(GeneralizedPredictiveControl)是80年代产生的一种新型计算机控制方法是预测控制中最具有代表性的算法之一，它一出现就受到了国内外控制理论界和工业界的重视成为研究领域最为活跃的一种预测控制算法。本文对广义预测控制理论进行深入研究，包括其基本理论、算法的优点及一些重要参数对系统性能的影响,使用Matlab和VisualBasic软件编写程序，实现PI型广义预测控制算法对工业过程常见的一阶、二阶带纯滞后对象的

2、控制仿真，并将该算法应用于温度控制,得到了良好的控制效果.该算法对模型的精度要求不高，具有多步预测、滚动优化和反馈校正三个基本特征，具有优良的控制性能和鲁棒性，由于在优化中引入了多步预测思想，使其抗扰动及时延变化等能力显著提高。主要工作内容如下:(1)研究了广义预测控制算法和传统的PID控制算法的原理，并分析比较了它们在实际应用中的优缺点。(2)研究了基于GPC的PI型控制算法，将其应用于温度控制，并用MATLAB仿真，仿真结果表明，该算法在快速性和稳态性能方面均有较优秀的表现。关键词:PI广义预测控制(GPC)，系统仿真，丢番图方程，温度

3、控制IIIPI型广义预测控制算法及其在温度控制中的应用研究THESTUDYOFPITYPEGENERALIZEDPREDICTIVECONTROLANDITSAPPLICATIONINTEMPERATUREPROCESSABSTRACTGeneralizedPredictiveControl(GPC),whichappearedin80’s,isanewtypeofcomputercontrolmethodandoneofthemostrepresentativealgorithm.Ithasreceivedincreasingattent

4、ioninthefieldofcontrolandindustry.Thegeneralizedpredictivecontrolwasresearchedinthepaperconcludingthebasictheory,theadvantageofthealgorithmandtheeffectofsomeimportantparameters.MatlabandVisualBasicareadoptedtoprogramming.Furthermore,simulationresearchwasdoneforthefirstorde

5、randthesecondordermodelofindustryprocess.Also,thealgorithmwasappliedontemperatureprocess.GPCalgorithmdoesn’tdependonexactmodel,whichhasthreecharactersintheformsofmultipleforecasting,rolloptimizeandfeedbackcorrection.Meanwhile,itshowswellqualitiesofcontrolandgreatrobust.The

6、abilityofdisturbancerejectionandtime-varyingrestraininghasbeenenhancedgreatlywiththemulti-stepforecastingconcept.Themainideaisasfollows,(1)TheprinciplesofthegeneralizedpredictivecontrolandthetraditionalPIDcontrolwereanalyzed,andtheiradvantagesanddefaultsinpracticewerecompa

7、red.(2)ThePItypegeneralizedpredictivecontrolanditsapplicationintemperaturecontrolwasstudied.Matlabsimulationresearchshowedthattheimprovedalgorithmcanobtainbettercontroleffectinboththeresponsetimeandthesteady-stateperformance.Keywords:PItypeGeneralizedPredictiveControl,Syst

8、emSimulation,DiophantineEquation,TemperatureProcessIIIPI型广义预测控制算法及其在温度控制中的应用研究目录摘要IABSTRA