预测-PID串级控制在发酵过程中的应用

本文介绍一种用动态矩阵预测-PID串级控制在抗生素发酵过程中的应用。阐明了系统的控制策略和控制算法。系统具有良好的跟踪性和鲁棒性。     

基于DMC-PID串级主汽温控制系统的仿真研究

针对火电厂主汽温被控对象的大迟延，大惯性且模型不确定的特点，设计了基于预测-PID串级控制的主汽温控制系统，该系统将串级控制结构与预测控制算法相结合，内回路采用常规比例调节器，外回路采用动态矩阵控制器（DMC），既保持了预测控制的强鲁棒性和跟踪性能，又具有足够的抗干扰性，仿真结果表明，所设计的系统在控制品质，鲁棒性方面明显优于常规PID控制系统。     

基于实时操作系统的预测控制算法

为了实现实时控制,达到预测的目的,动态矩阵控制(DMC)要求实时计算控制增量,以此作为下一次的控制量.在深入理解动态矩阵控制算法和嵌入式实时操作系统μC/OS-II的基础上,提出了新的动态矩阵控制实现方式.通过嵌入式实时操作系统μC/OS-II的任务调度功能,实现动态矩阵控制算法,使动态矩阵控制的应用更加简化,减少了计算时间,运算速度得到提高.基于这一实现方式提出了实验方案,并通过实验平台进行研究,证实了算法的有效性.     

基于DMC—PID串级控制的再热汽温控制系统的仿真研究

预测控制是近年来在工业过程控制中得到广泛重视和应用的一类新型计算机控制算法。它有良好的动态响应、跟踪性能和鲁棒性,但抗干扰性不够理想。针对火电厂再热器出口温度的大惯性、大延迟的特点,提出将动态矩阵控制算法和串级控制相结合,它既克服了单纯PID鲁棒性差的缺点又克服了单纯DMC由于单层结构而带来的抗内扰能力差的问题,充分发挥了PID抗干扰性和DMC对惯性、延迟适应能力强的优点。仿真结果表明,这种方案对控制系统具有较强的鲁棒性及良好的调节性能,提高了系统的动静态性能指标,DMC—PID串级控制系统总体性能上优于PID—PID串级控制系统。     

动态矩阵控制对锅炉燃料调节系统的仿真

以火焰辐射图象的平均灰度值作为中间被调量，将动态矩阵控制算法与串级控制相结合，提出了一种新的锅炉燃料调节控制方案。该方案克服了单纯PID对大惯性大延迟对象调节品质差和单纯DMC由于单层机构而带来的抗干扰性差的缺点。仿真研究表明了此方案具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能和动静态性能指标。     

工业生产过程中的切换动态矩阵控制

工业生产中某些过程对象的特性会随着操作区域的改变而发生较大的变化,目前,这类系统的有效控制问题仍然没有得到很好地解决.本文提出采用线性切换系统状态方程对过程进行描述,同时定义了离散切换律变量和切换模式变量.基于模型预测控制思想,推导出了一种有效的切换动态矩阵控制算法,其显著的特点在于考虑了对象特性发生变化时对预测控制输出产生的影响,从而有效地减小了控制扰动,能够获得较好的控制效果和较强的鲁棒性.为了验证控制算法,在TE(Tennessee Eastman process)过程的汽液分离器液位控制系统上进行了仿真实验,得到了比串级PID控制更满意的结果.     

融合闭环反馈机理的多变量预测控制策略

针对在模型预测控制中模型失配较严重时,单独使用动态矩阵控制不能满足控制需要的问题,提出了融合闭环反馈机理的多变量预测控制策略.讨论了多输入多输出系统中输入和输出的配对问题,以及控制算法中的PID控制强度问题,在动态矩阵控制的基础上引入PID反馈,利用动态矩阵控制算法的鲁棒性强及PID控制算法抗干扰性能好的优点,极大地弥补了模型失配的影响.通过对一个经典两输入两输出控制问题的仿真,表明该控制策略具有明显优于单独的DMC控制的性能.     

串级参数自适应计算机控制系统的动态综合

采用串级控制可简化主回路的过程模型及相应的控制算法。本文论述了串级数字控制系统的特点和常参数串级控制系统的动态综合以及应用参数辨识技术及自动补偿措施实现参数自适应控制的方法。     

过程控制中的一种预测控制算法仿真研究

随着预测控制在过程控制中的应用,预测控制在算法和理论研究上取得了很大的进展。本文主要采用动态矩阵控制算法设计预测控制器,并分析动态矩阵控制算法各参数对系统控制品质的影响。仿真实例表明,通过合适的参数设计,它能得到好的控制效果。     

输入/输出无约束的模型预测控制器设计

动态矩阵控制算法是一种基于对象阶跃响应的预测控制算法,适用于控制系统复杂、数学模型难以精确建立的过程。针对输入/输出无约束的模型控制器设计,采用动态矩阵控制方法,包括预测模型、滚动优化、误差校正和闭环控制形式。通过MATLAB对它的仿真,验证了闭环系统鲁棒性较好,系统性能容易满足要求。结果表明,动态矩阵预测控制算法控制明显,因此是一种最优控制技术。     

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。     

动态矩阵控制在MSP430温控系统中的实现

把近年来工业中广泛应用的动态矩阵控制方法应用于电加热炉为对象的单片机温度控制系统中,该温度控制系统采用MSP430作为CPU,使用DMC作为控制策略完成温度控制,其控制效果与常规的数字PID算法进行比较。结果表明：使用DMC算法的系统响应速度和动态性能明显优于常规数字PID。其控温精度高,鲁棒性强,因此进一步推广该算法...     

一种新型的动态矩阵控制算法及仿真研究

动态矩阵控制(DMC)中顺序开环控制增量的计算涉及到矩阵的求逆运算,计算量很大,不利于微处理机的在线应用。为减少运算量,使微机编程实现方便,并保持系统优良的控制性能和较强的鲁棒性,在深入理解动态矩阵控制算法的基础上引入了控制增量的期望衰减因子,以期望控制增量在控制时域长度内逐步接近于零。这一思想使得矩阵求逆运算成为数的求逆(倒数)运算,运算量大为减少,运算速度大大提高。基于这一思想提出两种设计方案,并通过计算机仿真研究,证实了算法的有效性。     

随机延迟网络控制系统中的分段时戳动态矩阵控制

针对网络控制系统中小于一个采样周期的随机延迟,引入了分段时戳动态矩阵控制算法.通过时戳方法测量网络延迟,在线校正系统的阶跃响应系数向量和控制系数向量,并采用分段算法来减少所需的在线计算量.给出了算法的推导过程和程序实现方法,并基于实时控制系统仿真平台TrueTime进行仿真研究.应用该算法对共享以太网中直流电机进行控制,取得了比标准动态矩阵控制算法更好的控制品质.     

一类工业过程预测控制的闭环分析

该文定量分析了一类典型工业过程预测控制系统的闭环性能,文中首先基于广义动态矩阵控制系统的内模控制结构和控制器的最小化形式,导出了一阶惯性加时滞的典型对象预测控制的闭环传递函数,在此基础上,给出了预测控制中主要设计参数与闭环动态响应和扰动抑制时间的解析关系以及关于闭环系统鲁棒性的三个定理,提出了对增益或时滞失配允许范围的搜索算法,从而为分析和设计预测控制系统提供了理论依据.     

自校正DMC-PID过热汽温控制系统仿真

为了克服在过热汽温控制中对象参数变化对系统控制带来的困难,提出了自校正DMC-PID控制方法.保留了通常过热汽温控制采用的串级控制结构,能够快速有效地克服干扰.同时通过参数辨识得到非参数模型进行动态矩阵控制(DMC),即自校正DMC,无需从广义对象的阶跃模型的上下界中选取一条标称的阶跃响应曲线去实现DMC控制,实际应用起来更简单.仿真结果表明,控制方法有良好的控制效果,改善了模型失配时的鲁棒性,在过热汽温控制中是十分有效的.     

改进的动态矩阵控制算法在发酵罐温度控制中的应用

啤酒发酵是一类复杂的生化反映过程,其温度控制具有大时滞特性。由于机制复杂、环境多变,温度对象难以建立精确的数学模型,常规控制方式难以胜任此类系统的控制,并且当存在不可预测的干扰时,控制效果更难保障。针对这一问题,以啤酒发酵罐的温度为控制对象,将动态矩阵控制(DMC)引入该温度控制,基于DMC一步控制的思想,引入时间最优控制对DMC控制量进行改进,形成快速响应的预测控制算法。应用结果表明该算法有效提高了系统对干扰的抑制能力,具有较好的应用价值。     

二次开发ForceControl嵌入带预测误差校正的动态矩阵控制算法

介绍了ForceControl组态软件的特点和功能.根据ForceControl的特点,提出了以ActiveX控件形式嵌入先进控制算法,对组态软件进行二次开发的方法.提出了一种带预测误差校正的动态矩阵控制算法,并制作成ActiveX控件嵌入到ForceControl中.