一种基于DMC的新型预测PID控制器及其整定(英文)

本文提出一种基于动态矩阵控制(DMC)算法预测特性的新型PID控制方法.在考虑将来的输出期望偏差罚函数最小的前提下,由DMC计算出控制变量的值.继而构造基于DMC的预估器用以预测将来时刻的系统输出.根据将来时刻的多步预测偏差,PID控制器产生当前时刻的实际控制增量.文中也给出了基于DMC的预估器及PID控制器的参数整定方法.仿真结果表明,与常规的PID控制和DMC控制相比,所提方法具有良好的控制性能,扰动抑制尤其优良.     

薄壁零件压力铸造控制方法研究及鲁棒性分析

在复杂薄壁零件压力铸造控制系统的研究中,针对复杂薄壁零件压力铸造系统仿真模型,研究了压力铸造过程中压力控制算法。分别采用PID、动态矩阵控制(DMC)、PID+DMC三种控制算法,仿真结果表明三种控制算法对压力铸造系统都有一定的控制效果;其中,PID+DMC控制算法的动态特性最佳,并且对压力铸造系统中可能出现的模型失配问题也有很好的控制效果,具有较强的鲁棒性。     

一类非自衡对象的改进动态矩阵控制

针对DMC算法无法直接对非自衡对象进行控制的特点，推导出了一种基于非自衡对象阶跃响应的改进动态矩阵控制算法。该算法对DMC预测模型的误差，采用实际输出的变化趋势校正。仿真结果表明，所提出的算法对于设定值有良好的跟踪特性，具有很强的抗干扰能力和快速调节性能，验证了本文方法对非自衡对象控制的有效性。     

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.     

基于动态矩阵控制算法的参数整定研究

针对动态矩阵控制算法中预测时域,控制时域,控制权重难以整定的问题,提出了一种基于遗传算法的改进型最优性能指标算法。方法通过利用遗传算法来优化各个参数的范围,随后结合控制系统响应曲线和最优性能指标来得出各个参数的最优值。最后以单变量模型和多变量模型为研究对象进行仿真实验,将文中方法和传统的DMC参数整定算法进行对比分析,MATLAB仿真结果表明：相比于传统的整定算法,文中提出的方法所整定的DMC控制系统具有更快的响应速度和更好的鲁棒性。     

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。     

中速磨煤机动态矩阵控制的仿真研究

以某电厂中速磨煤机为例,依据现场测试数据,采用测试建模方法,给出了中速磨被控对象的数学模型。根据动态矩阵预测控制理论,建立了中速磨煤机动态矩阵控制算法,利用Matlab仿真语言,编制了中速磨煤机动态矩阵控制程序,研究了中速磨被控对象参数变化范围。研究了输出误差加权矩阵、控制量加权矩阵,预测时域长度、控制时域长度,阶跃响应截断时间对控制质量的影响;在所有参数均为最佳的条件下,与常规PID控制进行了对比分析。大量的仿真研究表明,中速磨煤机动态矩阵控制优越于常规的PID控制。     

基于CMAC网络的pH值中和过程非线性DMC控制方法

以单强酸/单强碱pH值中的过程为研究对象，通过对中和反应过程中非线性特性的分析，针对线性动态矩阵控制（DMC）算法在控制中存在的问题，提出了一种基于CMAC网络的非线性动态矩阵控制算法，用以克服因过程中存在未知化学成分引起的不确定性非线扰动。仿真实验表明该算法的控制效果良好且实时性较强。     

基于解耦的球磨机系统动态矩阵控制

针对制粉系统球磨机的多变量强耦合特性,提出基于逆向解耦的动态矩阵控制设计方法,先将球磨机系统分解为三个单输入单输出系统,然后利用基于对象阶跃响应的动态矩阵控制算法,对解耦后的广义系统进行了仿真研究.结果表明,逆向解耦能有效地解除变量间的强耦合和大时延问题,并且动态矩阵预测控制算法控制效果明显,优于传统的PID控制,具有实时性强、计算速度快和抗干扰能力好等优点.     

双值DMC控制及在快速动态过程中的应用

本文首次提出一种双值动态矩阵控制算法,从而将动态矩阵控制(DMC)引入快速动态过程,理论推导和仿真证明了算法的正确和有效。     

火电厂过热汽温的优化控制算法研究

由于火电厂过热蒸汽温度控制具有大延迟、大惯性、非线性、强时变性的特性,传统PID控制算法难以实现良好的控制效果。为了优化火电厂过热汽温控制,提出了一种基于DMC的改进串级PID控制算法。该算法采用DMC改进主控制器输入参数,预测未来输出值,通过预测值与实际值的差值实现输入参数的校正。仿真结果分析表明,该算法与传统PID控制算法相比降低了过热蒸汽温度的超调量,缩短了汽温控制的过渡过程时间,提高了控制系统的抗扰动能力,使控制系统的动态性能和静态性能有了极大改善。     

PID-DMC算法及其在液位控制系统中的应用

提出了一种新的带PID校正环节的DMC算法，论述了其原理并将其应用于实际液位控制系统，实现了系统在模型失配明显的情况下对二阶液位对象的有效控制。由于控制阀的非线性特性使得本实验中的液位对象具有时滞弱非线性特性，常规DMC算法控制存在明显的模型失配问题并影响了系统的控制性能。为此在常规DMC算法中引入PID环节，从而得到了一种新的PID—DMC算法。实验结果表明该算法能有效改善系统在模型失配情况下的控制性能，且算法简单易行，在线计算量小。     

蒸发器过热度时滞系统的动态矩阵控制研究

针对蒸发器过热度具有大纯时延的特点,提出采用预测控制的方法。根据对象的输入输出数据辨识出蒸发器过热度对象的动态模型,再根据动态矩阵控制（DMC）的预测模型预测出系统未来时刻的输出,从而达到将过热度控制在目标范围内的要求。实验结果表明,采用DMC的控制方法,系统运行稳定,抗干扰性强,与常规PID控制相比,DMC的控制精度高,控制效果更佳。     

超差特征量指标集约束下PID调节器的满意优化

针对一类具有目的域的控制系统,提出将一组由滞留时间、超差时间以及随机穿越周期时间等构成的超差特征量指标纳入满意PID调节器的目标函数集中进行研究。将PID调节器的参数设计转化为局部状态反馈问题,推导出带状目的域下超差特征量指标的解析表达式,并分析了其与稳定裕度、动态误差系数以及稳态输出方差指标之间的相容性;当上述指标相容时,给出了一种利用双群体机制下的差分进化算法和内点法相结合对PID调节器参数进行优化求解的策略;数值算例表明了所提方法的有效性。     

锅炉汽包水位非自衡系统的预测控制

由于动态矩阵控制预测控制算法无法直接控制带有积分环节的过程,针对这一困难,研究了一种适用于积分过程的DMC算法.该算法通过改变经典DMC算法的移位阵,使得有限维阶跃响应系数模型能够对积分过程进行准确的未来输出预测,从而避免了预测截断误差的产生.锅炉汽包水位系统的工业实验结果验证了算法的有效性.由于算法的结构没有改变,计算量也没有增加,该算法较之已有的针对非自衡对象的算法有更强的实用性.     

基于自适应控制的逆变器实时控制系统设计

通过simulink仿真得到逆变器单纯PID控制系统输出的电压波形，从而选取合适的PID各个参数，再将自适应控制理论与PID控制相结合。以电压误差e(t)为状态变量。根据其大小调整PID各参数。达到实时控制。实验表明，自适应PlD控制相对于单纯的PID控制。在控制精度和稳度等控制品质上有较大的提高，输出更稳定的220V／50HZ电压。     

PID control of MIMO process based on rank niching genetic algorithm

Non-linear multiple-input multiple-output (MIMO) processes which are common in industrial plants are characterized by significant interactions and non- linearities among their variables. Thus, tuning several controllers in complex industrial plants is a challenge for process engineers and operators. An approach for adjusting the parameters of n proportional–integral–derivative (PID) controllers based on multiobjective optimization and genetic algorithms (GA) is presented in this paper. A modified genetic algorithm with elitist model and niching method is developed to guarantee a set of solutions (set of PID parameters) with different tradeoffs regarding the multiple requirements of the control performance. Experiments considering a fluid catalytic cracking (FCC) unit, under PI and dynamic matrix control (DMC) are carried out in order to evaluate the proposed method. The results show that the proposed approach is an alternative to classical techniques as Ziegler–Nichols rules and others.