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1、复杂工业过程模型预测控制的研究答辩人：导师：院士东北大学自动化研究中心提纲1.研究现状及存在的问题2.不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制3.不确定非线性系统的多模型自适应预测控制4.不确定非线性多变量系统的多模型自适应解耦预测控制5.多模型自适应解耦预测控制在强制循环蒸发系统中的应用6.结论与展望Ⅰ.研究现状及存在的问题1.1模型预测控制的研究现状模型预测控制的理论研究稳定性无限时域MPC(KeerthiSSetal.,1988;BitmeadRRetal.,1990)终端等式约束MPC(MayneDQet
2、al.,1990;AlamirMetal.,1994,1995)终端约束集MPC(MichalskaHetal.,1993)终端惩罚函数MPC(ChenHetal.,1998;MayneDQetal.,2000;LeeJWetal.,1998;ChenWHetal.,2000;LeeYIetal.,2003)收缩约束MPC(DeOliveiraKSLetal.,1994,2000;ChengXetal.,2001)Ⅰ研究现状及存在问题1.1模型预测控制的研究现状鲁棒性min-max模型预测控制(Kotha
3、reetal.,1996;LuandArkun,2000;KimKB,2002;KimTH,2006;WuF,2001;Leeetal.,2005,Cuzzolaetal.,2002;DingBetal.,2004)离线鲁棒模型预测控制(WanZetal.,2002,2003;DingBetal.,2007;)鲁棒预测控制(LeeJWetal,1997;MagniLetal,2001,2003;LeeYIetal.,2000;KimKBetal.,2004;ChenHetal.,2006,2007;Jeo
4、ngSCetal.,2004;WangJetal.,2006)Ⅰ研究现状及存在问题1.1模型预测控制的研究现状模型预测控制的工业应用应用领域模型预测控制经过近30多年的发展，控制水平日益提高，应用范围不断扩大，不仅在石油、化工、造纸等工业过程中得到广泛应用，而且在机器人、食品加工和航空航天等领域也得到尝试和应用。商业软件国外最初的IDCOM和DMC算法代表了MPC的第一代Shell公司的QDMC代表了MPC的第二代第三代包括IDCOM-M、HIECOM、SMCA、SMOC和Profimatics公司的PC
5、T以及Honeywell公司的RMPCT现在的RMPCT与DMC-plus代表MPC技术的第四代国内上海交通大学和浙江大学开发研制的多变量约束控制软件包MCC浙大中控软件技术有限公司推出的面向流程工业企业的综合自动化整体解决方案ESP-Suite，其中集成了高级多变量预测控制软件包APC-Adcon以及预测函数控制软件包APC-PFCⅠ研究现状及存在问题1.2时滞系统控制的控制方法频域法时域法（Lyapunov方法）时滞无关(Delay-independent)时滞相关(Delay-dependent)Ⅰ
6、研究现状及存在问题在实际的系统中，如电力系统、化学反应系统、通信网络系统等，都存在计算机信息和数据的传送，使得时滞成为系统中一个不可忽略的部分。1.3多模型控制方法的研究现状多模型自适应控制方法间接多模型自适应控制方法(MiddletonRH,GoodwinGC1988;NarendraKS,1994,1997,2000)直接多模型自适应控制方法(GoodwinGC,1988,1994;FuMY,1986,1996)加权多模型自适应控制方法(BinderZ1992,1994)多模型自适应解耦控制方法线性系
7、统(Wang,Li,Caietal,2005,ISA)非线性系统(Zhai,Chai,2006;Fu,Chai,2007,2008)多模型预测控制方法加权多模型预测控制方法(DanielleD,DougC,2003;AufderheideBetal.,2001)切换多模型预测控制方法(席等,1996;)Ⅰ研究现状及存在问题1.4存在问题针对控制输入受约束的不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制，研究结果较少，已有的结果大部分都是时滞无关的控制方法，而且具有一定的保守性。针对参数未知的非线性系统，缺少能够保证闭环
8、系统稳定的自适应预测控制方法。针对参数未知的多变量强耦合非线性复杂工业过程，目前没有很好的控制方法。Ⅰ研究现状及存在问题1.5本文工作针对三类复杂系统，提出了相应的模型预测控制方法控制输入受约束的不确定时滞系统鲁棒模型预测控制方法参数未知的非线性系统的多模型自适应预测控制方法参数未知的多变量非线性系统的多模型自适应解耦预测控制方法以强制循环蒸发系统为应用背景，进行仿真实验，验证本文方法的有效性Ⅰ研究现状及存在问题Ⅱ.不确定时滞
