预测控制及其在热工过程控制中的应用

对预测控制算法的发展作了回顾,介绍了预测控制和其它控制方法的结合。分析了热工过程对象的特点以及传统PID控制存在的问题。总结了近年来预测控制在热工过程控制中的研究成果, 仿真研究和实际应用都有力地证明了预测控制可以应用到热工过程控制中去并能取得较好的控制品质。     

模糊控制在热力过程控制中的应用

大容量热工调节对象是非线性、时变性，大迟延对象，采用ＰＩ规律进行调节则不能满足热力过程要求，采用模糊控制，解决了强化调节作用与暂态过程稳定性间的矛盾，当扰动发生时，调节作用加强，可最大限度地抑制暂态偏差，保证过程稳定，暂态过程时间大为缩短。该方案用于镇海发电厂２００ＭＷ机组的实践证明，在火电厂热力过程自动中应用模糊控制技术，是提高调节品质的有效途径。     

模型预测控制在永磁同步电机系统中的应用发展综述

随着数字技术的发展,模型预测控制(MPC)已经广泛应用于交流传动系统。首先介绍了经典MPC策略——有限控制集MPC和连续控制集MPC的原理。其次综述了多步预测控制、多矢量预测控制、具有参数鲁棒性的预测控制、广义模型预测、显式模型预测这些常见的改进MPC的研究现状,并提出相关研究思路。最后,根据MPC的应用需求和研究现状,展望了未来需要进一步深入和拓展的研究方向。     

现代化的控制产品在环保产业过程控制中的应用

垃圾焚烧发电是环境保护、资源再利用的发展趋势。在垃圾发电厂的过程控制中，采用ModiconTsxQuantum系列控制器，构成双机热备远程I／O系统，实现对整个生产流程的实时监控，完成了设计要求的多项功能，如工艺参数的调控、机组联锁保护、故障报警、报表打印、历史数据记录及全厂工艺过程和趋势曲线的显示等，取得良好成效。     

PID在过程控制中的应用

系统采用PID整定后,动态响应快,超调量小,稳态精度符合要求。PLC可通过RS-232通讯口与工控机进行串行通讯。上位机监控可用VB等来开发,也可用组态软件来监控,来实时反映监控对象的状态和运行参数。     

预测控制方法在列车速度控制中的应用

随着我国铁路建设的高速发展,列车运行速度不断提高,行车密度不断加大,原有的列车速度控制方法难以满足安全行车要求。本文研究了列车速度的预测控制方法。设计了列车预测控制策略,对列车运行速度进行实时预测及优化。针对列车速度的预测控制策略设计了系统仿真程序并进行了系统仿真,结果表明,采用预测控制可以根据以后的输入对列车速度和控制策略进行有计划的调整,提高了列车速度的控制效果和控制效率,利用在线估计预测模型,采用在线滚动优化和反馈校正策略,减少了由于模型不准确带来的误差。     

复杂系统的预测控制研究

本文针对复杂工业过程的特点，从优化方法和优化策略的角度对近年来预测控制在复杂动态不确定环境下的研究进展进行了综述，并指出了目前存在的问题和未来的研究方向。     

约束后移控制序列的PI型预测控制器及其在水轮机调速控制中的仿真

本文通过约束ＰＩ型预测控制器的滚动优化序列，在控制律的计算中避免了矩阵求逆运算，这有利于控制器的在线实现。在水轮机调速控制系统中的仿真表明了该控制器的快速性及优良性能。     

连续时间广义预测控制用于电厂锅炉汽压控制的仿真研究

连续时间广义预测控制(CGPC)方法被用于电厂锅炉-汽机系统的汽压过程。专门导出的锅炉-汽机系统的快速仿真模型和CGPC的优化执行算法被用于这项研究。仿真试验表明了CGPC方法比常规控制方法的优越性以及原CGPC算法的缺陷和改进算法的成功。     

现代化的控制产品在环保产业过程控制中的应用

垃圾焚烧发电是环境保护、资源再利用的发展趋势。在垃圾发电厂的过程控制中 ,采用ModiconTsxQuantum系列控制器 ,构成双机热备远程I/O系统 ,实现对整个生产流程的实时监控 ,完成了设计要求的多项功能 ,如工艺参数的调控、机组联锁保护、故障报警、报表打印、历史数据记录及全厂工艺过程和趋势曲线的显示等 ,取得良好成效。     

单元机组负荷系统预测函数控制

将基于FIR模型的预测函数控制算法推广到各通道开环渐进稳定多变量系统,为简单起见,针对2输入2输出系统,给出了采用单基函数(阶跃函数)的控制律解析解.考虑控制变量的幅值和速度约束,并将二者统一为速度约束,在线计算简单.将该算法应用到单元机组负荷控制系统中,仿真结果表明,系统具有良好的控制性能和很强的鲁棒性,尤其是,机组特性的变化几乎没有削弱系统的负荷跟踪性能.     

模型预测控制在MMC-HVDC中的应用

针对不对称交流电网下模块化多电平换流器型高压直流输电系统(MMC-HVDC)的传统不平衡控制策略存在的诸多缺点,提出两种改进的不平衡控制方法:电流环模型预测控制方法和模型预测直接功率控制方法。两种方法分别实现了对MMC交流侧电流的控制和对MMC交流侧有功和无功功率的直接控制。详细描述了两种控制方法的控制原理及设计过程,与传统的双矢量控制策略从控制结构复杂度、稳态性能和动态性能等方面进行了对比分析。将模型预测直接功率控制与功率补偿策略相结合,以分别实现不对称电网下抑制负序电流、抑制有功波动和抑制无功波动3种控制目标。在PSCAD/EMTDC中搭建了5电平MMC-HVDC模型,验证了该文所提两种控制方法的正确性和有效性。     

模糊PID在PLC过程控制系统中的应用研究

分析了二阶液位过程控制系统的组成与特点,采用S7—300PLC实现了常规PID与模糊PID控制策略,给出了两种控制方案的比较结果,并在Wincc上位监控系统中实时显示,得出了模糊PID在过程控制中的优势。     

预测控制技术在电厂热工过程中的应用分析

预测控制是一种适用于大滞后热工对象的控制方法,在电厂热工过程控制中有很大的应用潜力。该文介绍了预测控制提出的背景、基本原理和特点,对近年来预测控制算法、与其他控制相结合的算法以及预测控制性能的主要研究成果进行了总结与评述,并对预测控制器在电厂主要热工过程控制系统中的应用研究情况进行了回顾。理论研究结果和实际应用情况表明:预测控制在电厂热工过程控制中能取得较好的控制品质,其应用是有效、可行的。     

Absorption Principle in Process Control Applications

The broad class of industrial processes has similar dynamical behavior that may be described by simple mathematical models with the dead time. The most popular, a very effective and usual structure with a long dead time compensator in use today, is the Smith predictor. However, during the last 20 years, three principal problems of the Smith predictor controlling structures have been analyzed by many authors: (1) the robustness, (2) the disturbance rejection possibilities, and (3) the extension of the idea of the Smith predictor to the case of integrative plants. Furthermore, in order to effectively use control in industrial applications, simple tuning procedures must be developed. The mentioned problems may be solved more successfully than before by use of internal model principle and control together (IMPACT) structure. In this paper, the previous modification of the Smith predictor based on the IMPACT structure is improved and generalized for process control applications with the long dead time. The crucial part of the structure synthesis is implementation of the absorption principle that is derived and implemented in the general case of the continuous SISO systems with the dead time. The structure enables the extraction of the known class immeasurable disturbances and easy setting of controller parameters in order to achieve robust stability and performance. Both analytical analysis and simulation results show that tuning of the proposed structures is extremely simple due to relatively small number of tuning parameters, all having clear physical meanings.     

基于调制函数模型预测直接功率控制的单相PWM整流器

有限集模型预测直接功率控制（FCS-MP-DPC）算法是利用系统模型来预测下一周期的有功无功功率,通过迭代寻优得到使给定功率与实际功率之间误差最小的电压矢量进行控制,它存在着在线计算量大、开关不固定、谐波畸变率高等问题。基于此,提出一种基于调制函数的模型预测直接功率控制（MP-DPC）算法,该算法是利用整流器输入端电压面积等效的原则,引入调制函数,再根据功率误差最小的评价函数选择最优调制函数,最后结合PWM模块将调制函数转转成开关状态进行控制。与FCS-MP-DPC算法相比,提出的MP-DPC算法有效降低了FCS-MP-DPC逐个迭代寻优的计算量,同时固定了开关频率,降低了电流谐波畸变。最后Matlab/Simulink仿真和半实物实验验证了该算法的正确性。     

平衡环境型房间量热计过程控制分析

平衡环境型房间量热计是精确测量空调产品制冷（热）量的大型试验设备,本文对某检测中心的这种试验装置的测试原理、环境工况的控制过程进行了分析,进而对我国测试设备的设计、选用仪器以及具体测量工作的改进起到一定的推进作用.     

锅炉热工过程先进控制策略研究综述

锅炉是一个多输入输出、强耦合、不确定时滞的复杂控制对象,常规的控制器很难取得理想的控制效果.综述了近年来国内外在锅炉热工过程控制领域的主要研究成果,其中包括PID混合控制系统、智能控制系统、解耦控制系统以及它们在锅炉热工过程中的应用.指出了当前研究的不足,并探讨了今后国内热工自动化控制研究及应用的几个方向.