预测控制在过程控制装置上的应用研究

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1、学校代码：10289分类号：TP273密级：公开学号：102030046预测控制在过程控江苏科技大学制装置硕士学位论文上的应用研究预测控制在过程控制装置上的应用研究杨青青研究生姓名杨青青导师姓名曾庆军申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业控制理论与控制工程论文提交日期2012年12月28日江苏研究方向先进控制理论及应用论文答辩日期2013年03月16日科技答辩委员会主席戴跃伟评阅人盲审大学盲审2013年03月21日分类号：TP273密级：公开学号：102030046工学硕士学位论文预测控制在过程控制装置上的应用研

2、究学生姓名杨青青指导教师曾庆军教授江苏科技大学二O一三年三月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringApplicationResearchofPredictiveControlonProcessControlDeviceSubmittedbyNameYangQingqingSupervisedbyProfessorNameZengQingjunJiangsuUniversityofScienceandTechn

3、ologyMarch,2013江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

4、本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要工业生产过程中，被控对象往往具有强耦合、大时滞、时变性、非线性等特点，且工作环境恶劣，因此难以实施有效控制。预测控制对模型精度要求不高，符合工业过程控制的实际控制需求，而动态矩阵控制(DMC)是基于阶跃响应的一种预测控制算法，适用于渐近稳定的线性对象。本文基于我校过程控制实验室

5、的A3000过程控制装置和ECS-100集散控制系统(DCS)，开展动态矩阵控制理论与应用研究，分别在理论仿真和实际应用两个方面研究了大时滞对象和多变量耦合对象的动态矩阵控制。研究的主要内容如下：(1)探讨了动态矩阵控制的基本原理和算法，以及算法实现过程，并给出了其控制参数的选取原则和方法。(2)对A3000过程控制装置进行了分析，并建立了其一阶、二阶的非线性水箱模型。并针对所建的模型，分别进行了PID算法和动态矩阵算法的仿真实验，仿真结果表明了动态矩阵算法在处理时滞问题上的有效性和优越性。(3)对多变量的解耦问题展开动态矩阵

6、算法的研究，并实现了对于双输入双输出的二阶水箱系统的仿真实验。此外，研究了神经网络动态矩阵算法，用BP神经网络建立预测模型，同时由RBF神经网络实现了控制器的优化，并开发出仿真程序。仿真结果表明神经网络动态矩阵算法的控制效果更好且节约了运行时间。(4)通过对A3000过程控制装置的测点分析，完成了集散控制系统的硬件选型和软件组态，并利用SCX语言开发出动态矩阵控制程序，经试验，动态矩阵控制在实际的过程控制中能达到很好的控制效果。关键词预测控制；时滞；多变量解耦；集散控制系统I摘要IIAbstractAbstractInthep

7、rocessofindustrialproduction,thecontrolledobjectoftenhasthecharacteristicsofstrongcoupling,largedelay,time-varyingandnonlinear.Withpoorworkingconditions,itisdifficulttoimplementeffectivecontrol.Predictivecontrolwithlessdemandingontheaccuracyofthemodelmeetstherequire

8、mentsofactualcontrolforindustrialprocesscontrol.DynamicMatrixControl(DMC)isapredictivecontrolalgorithmbasedonthestepresponse,whichisapplie