鲁棒预测控制论文：一种新型离线鲁棒预测控制器算法在锅炉控制系统中的应用

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1、鲁棒预测控制论文:一种新型离线鲁棒预测控制器算法在锅炉控制系统中的应用【中文摘要】模型预测控制(ModelPredictiveControl,MPC)作为一类采用在线滚动优化的控制算法，以其良好的控制性能，灵活的处理各类约束的能力，受到工业界和理论界的广泛重视。这种控制算法基于线性或非线性模型，对系统未来状态进行预测，进而采用滚动优化对系统控制进行优化。但是，由于实际对象往往具有模型不确定性或扰动,我们通常无法获得系统的精确模型，因此鲁棒预测控制成为现代预测控制研究的热点。本文首先介绍了预测控制的原理和几种典型的预测控制算法；接着,介

2、绍了-种目前最新的离线鲁棒预测控制综合算法以及此算法的应用策略；然后，将此算法与一个温度恒定、液位(出水压力)恒定的锅炉控制系统模型相结合，设计出基于MATLAB的仿真程序软件，对系统运行过程进行仿真，并将仿真的结果与传统的PID控制进行对比分析；最后，通过PLC编程来实现该算法,以验证该方法的实用性。【英文摘耍】Asacategoryofcontrolalgorithmadoptingonlinerecedinghorizonoptimization,modelpredictivecontrol(MPC)attractsmuchat

3、tentionofindustrialandtheoreticalresearchersduetoitsgoodcontrolperformsneeandcapabilityofhandlingconstraintsexplicitly.Thisalgorithmbasedonalinearorun~linearmodelcanpredictthefuturestatusofthesystemandadoptonlinerecedinghorizonoptimizationtooptimizethesystemcontroLHowev

4、er,disturbanceanduncertaintyofmodelalwaysappearsinthepracticalobject,wecannotobtaintheexactsystemmodel・Thatmakesrobustmodelpredictivecontrolahotsubjectofmodernpredictivecontro1.Thisissuesintroducesthetheoryofpredictcontrolandseveralclassicalpredictcontrolalgorithmfirst・

5、Thenintroducesalatestofflinesynthesisalgorithmofrobustmodelpredictivecontrolandit'sapplicationstrategy.Afterthat,usethealgorithmtocontrolaconstanttemperatureconstantpressureboilersystem,designaemulatorinMATLABtosimulatethesystemcontrolprocessandcomparetheresultofsimulat

6、ionwithPIDalgorithm・Atlast,constructaPLCcontrolsystembasedonthisalgorithmtoprovethepracticabilityofit.【关键词】鲁棒预测控制多面体不变集离线设计PLC【英文关键词】robustmodelpredictivecontrolpolyhedroninvariantsetoff-linedesignPLC【目录】一种新型离线鲁棒预测控制器算法在锅炉控制系统中的应用摘要6-7Abstract7第一章绪论9-11第二章鲁棒控制与预测控制基础11-

7、232.1模型预测控制(MPC)介绍11-172.2预测控制的基本特征17-202.3鲁棒控制(RobustControl)介绍20-212.4本文所用理论的研究要点21-222.5本章小结22-23第三章一种新型离线鲁棒预测控制器设计算法23-303.1问题描述23-263.2基于多面体不变集的离线算法26-283.3本章小结28-30第四章新型离线鲁棒预测控制器设计算法应用30-364.1控制对象介绍30-314.2MATLAB仿真软件编程31-334.3系统仿真结果及分析33-344.4控制效果对比分析34-354.5本章小结3

8、5-36第五章算法的测试平台设计36-475.1测试平台的硬件设计36-425.1.1S7-300PLC系统硬件札!关介绍36-375.1.2现场设备介绍37-405.1.3硬件系统结构40-425.2测试平台的软件设计