不稳定对象的动态矩阵控制

1引言70年代中期发展起来的各种预测控制算法，如动态矩阵控制（DMC）［‘1，模型算法控制（MAC）［’j等，由于采用了简易的建模方式，以滚动优化和在线误差校正保证了优良的控制性能和对参数、环境变化的强鲁棒性，已在工业过程中获得了广泛应用。因为这些算法是基于线性对象的有限阶跃或脉冲响应等非参数模型，所以它们只适用于渐近稳定的线性对象，不能直接用于带积分环节的非自衡系统和不稳定的被控对象［”‘j与非参数模型相反，Clarke［’j等提出的基于CARIMA模型的广义预测控制（GPC）算法，结合了辨识和自校正机制。据说能…     

预测PI控制系统的根轨迹分析

研究预测PI控制器的根轨迹.根据根轨迹的性质,当存在模型失配时,较小的期望闭环时间常数将导致控制器的输出产生振铃现象.可以通过增大期望闭环时间常数来消除振铃现象.此外,通过根轨迹法,推导出存在增益失配时,预测PI控制系统的稳定性判据.根据稳定性判据,当期望闭环时间常数增大时,增益稳定区间随之而增大;当模型时滞增大时,增益稳定区间随之而减小.数值仿真结果验证了上述结论.     

系统动态响应的实用分析方法——根轨迹法

自动控制技术已经广泛应用于工业、零业、国防、交通运输、空间技术、管理工程等各个领域。自动控制技术是科学技术现代化的重要标志之一。本文从自动控制系统的动态性能分析方法入手，着重探讨了根轨迹求解系统动态性能的要领，并举例加以说明。     

基于MATLAB的控制系统稳定域分析

控制系统中的参数变化会直接影响到系统的稳定性。求取控制系统的稳定域,也就是保证系统稳定的参数可变范围,这是在控制系统设计过程中经常碰到的一个问题。本文通过实例,探讨了利用MATLAB求取控制系统稳定域的方法。     

单元机组负荷控制系统的动态矩阵方法研究

本文力图从对受控模型要求不太严格的非参数模型——阶跃响应出发,运用动态矩阵控制算法,建立一种基于模型预测控制技术的新型火电机组负荷控制系统,并对这种控制系统的实际性能进行仿真研究,仿真结果表明,控制性能良好。     

多变量动态矩阵控制系统的闭环稳定性

定量分析了无约束多输入多输出（MIMO）动态矩阵控制系统的闭环稳定条件,首先基于脉冲响应模型重新描述了动态矩阵控制（DMC）算法;在此基础上,推导得到了MIMODMC系统的闭环稳定条件,以便于预测控制系统的分析与设计。     

动态矩阵控制在水箱液位控制系统中的应用

以水箱作为实验对象,采用动态矩阵控制的截断误差校正算法来实现对液位的定值控制。将动态矩阵控制算法在MATLAB中用Simulink建立模型,通过网络远程下载到网络化控制器中执行,对水箱液位进行实时控制,同时由监控组态软件远程监控和管理,及实验室的网络视频服务器远程监控现场情况。双容实验控制效果较为理想,在工作点附近可以较快而平稳地达到设定值。     

动态矩阵控制算法

本文研究了预测控制算法之一的动态矩阵控制，给出了一种实用的计算机控制算法。计算机仿真结果表明，该算法控制效果明显，适用于计算机过程控制系统。     

基于动态矩阵的随机时延丢包网络控制系统

针对网络控制系统(NCS)中存在的时延可能大于一个采样周期,以及网络传输存在丢包可能的情况,提出了改进的动态矩阵控制(DMC)算法,通过在线纠正系统的阶跃响应系数来处理时延造成的系统误差,并通过建立缓存器,当数据传输过程中出现丢包时利用动态矩阵算法计算控制量及未来输出预测值的冗余信息来替代丢失的实时信息,减少丢包对系统性能的影响.最后通过基于TrueTime的实时仿真系统研究,对比了不同时延及丢包率情况下改进算法与传统动态矩阵控制算法的效果,表明随着时延和丢包率的增大,改进动态矩阵算法的优势明显,从而验证了该方法的有效性.     

DMC鲁棒稳定性分析

以脉冲响应模型(FIR)描述系统,采用脉冲响应系数误差平方和的形式定义了模型的不确定性,分析得到了基于脉冲响应模型的动态矩阵控制(DMC)算法的闭环系统,在此基础上,推导得出了DMC闭环系统的鲁棒稳定性条件.     

SISO动态矩阵控制的鲁棒稳定性条件

定量分析了单输入单输出(SISO)动态矩阵控制系统的鲁棒稳定条件,采用脉冲响应模型簇来描述被控过程的不确定性,并讨论了基于脉冲响应模型(FIR)的动态矩阵控制(DMC)算法;在此基础上,推导了DMC闭环系统的鲁棒稳定条件.     

典型振荡过程动态矩阵控制的性能分析

基于动态矩阵控制的闭环传递函数,研究了典型振荡过程在动态矩阵控制下的系统性能,给出了主要设计参数与系统稳定性、动态响应的若干重要关系,提供了分析此类系统的理论基础.     

基于MATLAB的特征根灵敏度分析

首先介绍了特征根灵敏度的概念,给出了控制系统设计的灵敏度的数学表述;然后利用MATLAB的绘制根轨迹图形,直接通过人机交互图形,迅速发现增益对特征根的灵敏度;最后,结合MATLAB绘制的图形,分析了灵敏度间的关系.     

动态矩阵控制参数的神经网络优化算法

动态矩阵控制是一种重要的预测控制算法,适用于具有大纯滞后的工业对象和非最小相位系统,在实际应用中需要确定多个参数。文章提出了一种以限制控制量变化为目标,用神经网络在线优化控制矩阵参数的DMC控制算法。仿真结果验证了该文提出算法的有效性。     

一种改进的多变量动态矩阵控制算法及应用

为克服重油催化裂化分馏塔控制中存在的满足镇定设计的同时,难以优化系统性能的不足。以PID和DMC(Dynamic Matrix Control)为基础,提出一种新型多变量PIDDMC算法。该算法兼具PID结构简单、参数方便调节,和DMC滚动优化、鲁棒性强的特点。利用Lyapunov稳定性理论证明了该算法可保证系统闭环稳定。以Shell公司重油催化裂化分馏塔为控制对象,仿真验证了该算法克服了PID超调量大,过程输出耦合严重,及DMC绝对误差积分值大的缺点。在模型匹配及模型失配情况下,都具有静态误差小、超调小、调节时间短和鲁棒性强等优点,对多变量过程具有良好的控制效果。     

非自衡系统的动态矩阵控制

针对非自衡对象,提出了一种简便的改进ＤＭＣ算法,它克服了现有算法中不能消除输入阶跃扰动所引起的控制余差的局限性。