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《改進(jìn)的動態(tài)矩陣控制算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、南京信息工程大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文摘要模型預(yù)測控制(ModelPredictiveControl(MPC))是直接從工業(yè)過程控制中產(chǎn)生的一類基于模型預(yù)測、滾動優(yōu)化并結(jié)合反饋校正的先進(jìn)計算機優(yōu)化控制算法。由于模型在工業(yè)現(xiàn)場易于獲得，不需要復(fù)雜的系統(tǒng)辨識與建模，采用反饋校正基礎(chǔ)上的在線滾動優(yōu)化取代傳統(tǒng)的最優(yōu)控制，所以它對模型的要求低，對模型失配、非最小相位系統(tǒng)、不確定干擾的影響具有較強的魯棒性，而且在線計算相對比較簡單，適用于數(shù)字計算機控制。其基本思想是將傳統(tǒng)自校正技術(shù)的單步預(yù)測擴(kuò)展為多步預(yù)測，從而有效地抑制了算法對于模型參數(shù)變化的靈
2、敏性。它的典型算法有三大類：模型算法控制(ModelAlgorithmicControl(MAC))、動態(tài)矩陣控制(DynamicMatrixControl(DMC))、廣義預(yù)測控制(GeneralizedPredictiveControl(GPC))。它們都基于模型預(yù)測、滾動優(yōu)化、反饋校正三大環(huán)節(jié)。動態(tài)矩陣控制作為預(yù)測控制中一種重要的典型算法，也是將傳統(tǒng)自校正技術(shù)的單步預(yù)測擴(kuò)展為多步預(yù)測，在實際反饋信息基礎(chǔ)上反復(fù)優(yōu)化，從而有效地抑制了算法對于模型參數(shù)變化的靈敏性，對建模誤差和環(huán)境干擾等不確定性具有很強的適應(yīng)能力。但動態(tài)矩陣控制設(shè)
3、計通常基于一個較低階的線性近似模型，而復(fù)雜的工業(yè)過程，在模型階次、非線性、環(huán)境擾動、時延等方面存在較大不確定性，因而研究動態(tài)矩陣控制的改進(jìn)，探討參數(shù)設(shè)計對其魯棒性的影響具有重要的理論意義與實際應(yīng)用價值。本文主要研究了兩種動態(tài)矩陣控制算法的改進(jìn)。一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的由反饋系統(tǒng)的偏差的比例(P)、積分(I)、和微分(D)的線性組合構(gòu)成的反饋控制律一PID控制，由于原理簡單，直觀易懂，易于工程實現(xiàn)，魯棒性強，適用面廣等一系列優(yōu)點，仍然是工業(yè)過程控制中應(yīng)用最廣泛的一類基本控制律。然而，實際的生產(chǎn)過程也往往具有非線性、時變不確定性，應(yīng)用常規(guī)PID控
4、制不能達(dá)到理想的控制效果。因此，本文在分析PID算法和動態(tài)矩陣控制算法的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了PID動態(tài)矩陣控制算法(PIDDynamicMatrixControl(PIDDMC))。結(jié)合兩種算法的優(yōu)點，這種算法既具有PID算法的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)調(diào)節(jié)方便，又具有預(yù)測功能。在時域內(nèi)分析了PIDDMC控制器的參數(shù)選擇對控制性能的影響，給出參數(shù)選取范圍。通過仿真說明了PIDDMC算法比基本DMC算法具有更好的控制性能。另一方面大多數(shù)工業(yè)過程被控對象都有延遲特性，由網(wǎng)絡(luò)引入的通信延遲南京信息工程大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文能導(dǎo)致系統(tǒng)性能退化甚至不穩(wěn)
5、定，針對這種網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中的延遲，引入時間標(biāo)記的動態(tài)矩陣控制算法(Time．stampedDynamicMatrixControl(TSDMC))，建立隨同時間標(biāo)記的通信延遲模型。通過時間標(biāo)記測量網(wǎng)絡(luò)延遲，在線校正系統(tǒng)的階躍響應(yīng)系數(shù)和控制系數(shù)，并給出了算法的推導(dǎo)過程。根據(jù)仿真的確認(rèn)，針對文章所研究的延遲，這種新算法能得到比傳統(tǒng)動態(tài)矩陣控制算法更好的控制性能，改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可靠性。關(guān)鍵詞：動態(tài)矩陣控制，PID控制，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，延遲II南京信息工程大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文ABSTRACTModelpredictivecontrol
6、isatypeofadvancedcomputeroptimizationcontrolalgorithms．Itisbasedonmodelprediction，rollingoptimizationwithfeedbackcorrectionandgenerateddirectlyfromindustrialprocesscontr01．Forthemathematicmodelofcontrolsystemiseasytoacquireinindustrialfield，itdonotneedcomplicatedsyste
7、midentificationandprecisemodeling．Rollingoptimizationbasedonfeedbackcorrectionisusedinsteadofconventionaloptimizationcontrolinthealgorithm，SOthemodelisoflowdemandandithasstrongrobustnessontheinfluenceofmodelmismatch，non-minimumphasesystemsanduncertaintyinterference．Si
8、nceonlinecalculationofthealgorithmisrelativelysimple，itisapplicabletodigitalcomputercontr01．Thebasicprincipleofthealgorithmi
