典型过程装置的预测控制策略及应用研究

《典型过程装置的预测控制策略及应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江工业大学硕士学位论文典型过程装置的预测控制策略及应用研究摘要预测控制是上世纪70年代末产生和发展起来的一类新型计算机控制算法，是工业过程先进控制的一种典型方法。本文基于本校自动化研究生实验室的AE2000A过程控制对象及现场总线PLC控制装置，开展预测控制策略研究，重点研究具有大时滞、强耦合、及非线性特性的对象的预测控制策略及其实现。主要研究内容包括：1．介绍了预测控制的基本原理，较全面地综述了预测控制的发展概况和在工业领域中的应用。2．介绍了AE2000A典型过程装置的对象结构、传感器、执行器装

2、置，对基于PROFIBUS的西门子现场总线上位机控制系统的网络结构、基本控制模块进行了介绍，并对上位机的编程软件STEP7、组态监控软件WINCC的组态环境进行了介绍。3．针对AE2000A过程控制装置中的纯滞后盘管的大时滞特性，将时滞动态矩阵控制方法应用于该对象，分别进行了设定值跟踪及抗干扰响应实验，并与传统的PID控制进行了对比实验，得到了很好的控制效果。4．针对AE2000A过程控制装置中的锅炉内胆及强制对流换热器组成的具有时滞和强耦合的复杂对象，将多变量动态矩阵解耦控制应用予该对象，进行了设定

3、值跟踪实验、解耦实验，取得了较好的实验效果。5．针对电动调节阀这一执行机构具有的死区、粘滞等非线性特性，基于Hammerstein模型非线性预测控制的思想，采用基于电动调节潺菲线烃补偿汝多变量动态矩簿解耦控裁策略，对锅炉内鞭及麓制对淡换热器组成的广义对象进行了控制，分别从设定谯跟踪、变量鳃耦及抗干扰响应几方面，证实了该控制策略的有效性。最后对全文的工作进行了总结，分析了存在的问题，并对预测控制方法的邈一步研究遴行了震望。关键词：预测控制，现场总线，时滞，解耦，非线性，HammersteinlJ浙1Ⅱ工

4、业太学硬±学位避文RES嚣ARCH0NPR曼转lCTlVECo_N下&0LANDlTSAPPLIC艋10NINTYpICALPROCESSEQUIPMENTABSTRACTPredictivecontrolisanewtypeofcomputeralgorithmappearedinthelate1970，anditisoneofthetypicaladvancedprocesscontrolalgorithms．Thepapersurveyspredictivecontrolofcomplicate

5、dobjectswithlargetime—delay,strongcoupling，andnonlinearcharacteristic．ThecontrolstrategiesareachievedthroughtheAE2000AtypicalprocessequipmentandthePROFIBUSPLCcontrolequipmentoftheautomaticgraduatelaboratory．Themaincontentsandconclusionsaresummarizedasfo

6、llows：1．Thegeneralprincipleofpredictivecontrolmethodisintroducedsystematically,andasurveyonthedevelopmentandapplicationofpredictivecontrolmethodinindustryfieldispresented．2，Theobjectstructure，sensor,andtheactuatoroftheAE2000Atypicalprocessequipmentarein

7、troduced，andthenetworkstructuremadbasiccontrolmoduleofthesiemensPROFIBUShostcomputercontrolsystemarediscussed。Theprogrammingsoftware--STEP7andtheconfigurationsoftware---WINCCsoftwareareintroduced，3。Time—delayDynanficMatrixControlstrategyisusedtOthepuret

8、ime—delayplate—tubeaimedatitslargetime—delaycharacteristic，set—pointtracingandanti—disturbanceexperimentsareimplemented，andabettercontrolbehaviorisachievedcomparingtothetraditionalPIDcontr01．4．MultivariableDynamicMatrixControldec