模块多变量动态矩阵控制算法研究与应用开发

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1、中国科学技术大学硕士学位论文模块多变量动态矩阵控制算法研究与应用开发姓名：陈刚申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：吴刚2001.5.1摘要(随着科学技术和生产的迅速发展，对复杂和不确定性系统实行自动控制的要求不断提高，为进一步改善控制品质，提高经济效益，必须采用多变量先进控制器．考虑到工程实践的需要，多变量过程控制的设计本质上是解一个多变量多目标有约束优化问题。本论文从目标规划的角度出发提出了一种新型控制方法—模块多变量动态矩阵控胄IJ(MIvIDMC)，并在此基础上对其进行了工程化且在实践

2、中加以检验。模块多变量控制器基于多目标系统线性规划的字典序极小化方法，以实现多目标有约束控制问题的显式求解为目的。它采用模块化的控制器分层结构，将目标达成的任务分配至各控制模块中，并按照目标的优先级构成模块序列。在控制求解时，控制器由高到低的顺序遍历各模块。在各模块中对一个或多个控制量计算确定值或限定可行解范围，直到所有目标满足或控制量失去自由度。在后一情况下，可能有部分低优先级目标得不到满足，但控制器保证了对高优先级目标的最大程度的满足，符合工业过程控制的要求。卜—_—～本论文在对阶梯式模块多变量动态矩阵

3、控制原理深入了解的基础上，利用相关系数法引入了对模型的在线自校正结构。通过理论的深入分析研究，我们进一步把此种控制方法开发为较通用的控制软件包，通过统一接口向外界提供服务。我们将这种控制方法在某石化炼油厂常压塔加热炉温度控制种进行了实际应用。长期运行结果表明，该控制方法不仅能有效处理多类控制目标与约束，而且其结构灵活、对被控对象的增益摄动不敏感以及强鲁棒性等优点，也适合于实际生产控制的需要，具有广阔的应用前景。文中还指出了算法中潜在的一些问题，提出了一些解决的构思和改进设想。关键词：多变量多目标有约束控制，

4、模块多变量控制，字典序极小化，主控制量，阶梯式控制策略．动态矩阵控制，面向对象，模型参数白校正。第，页生竺竺竺苎兰苎竺曼竺苎苎苎————————曼墨AbstractThedemandfortheautomaticcontrollingofcomplicatedanduncertainsy’stemscontinuouslyadvancedalongwith雠rapiddevelopmentoftechnologyandmanufacture．Forbettercontrolqualityandmoreeco

5、nomicbenefits，themulti-variableadvancedcontrollersmustbedeveloped．Consideringtheindustrialacquirement,thedesignofthecontrolsvstemformultivariableprocessisessentiallytosolveamultivariablemulti—objectconstrainedoptimalproblem．TMspaperstudiedthisproblemfroman

6、ewpointofview—·ot吁ectProgramming,thenconstructedanovelcontrolmeans—ModularMultivariableDynamicMatrixControlfMMDMC)，hadengineerin91izedandcheckedupitbasedonthis．TheModularMultivariableCon打ollerisbasedontheLexicographicMinimization．onemethodtosolvethemulti—o

7、bjectlinearprogrammingproblems．Thecontrollercansolvetheconstrainedcontrolproblemsexplicitly．Usingthemodularstratifiedstructure，thecontrollerassignsthegoalsintoeachcontrolmoduleandarrangesthemodulesintoaqueueaccordingtotheprioritiesofthegoals．Whenthesolutio

8、nisneeded，thecontrollervisitsallthemodulesfromhighpriorit、，tolowandcalculatetheValuesorlimitationsofthemanipulatedvariables．1Msprocedurestopswhenangoalsareachieyedorallmanipulatedvariableshavefixedvalues．Inth