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仪表知识未卜先知的预测控制系统-【资讯】

发布时间:2021-09-03 13:40:26 阅读: 来源:带锯床厂家

预测控制是近年来发展起来的一类新型的计算机控制算法。由于它采用多步测试、滚动优化和反馈校正等控制策略,因而控制效果好,适用于控制不易建立精确数字模型且比较复杂的工业生产过程,所以它一出现就受到国内外工程界的重视,并已在石油、化工、电力、冶金、机械等工业部门的控制系统得到了成功的应用。

工业生产的过程是复杂的,我们建立起来的模型也是不完善的。就是理论非常复杂的现代控制理论,其控制的效果也往往不尽人意,甚至在一些方面还不及传统的PID控制。70年代,人们除了加强对生产过程的建模、系统辨识、自适应控制等方面的研究外,开始打破传统的控制思想的观念,试图面向工业开发出一种对各种模型要求低、在线计算方便、控制综合效果好的新型算法。这样的背景下,预测控制的一种,也就是模型算法控制(MAC-ModelAlgorithmicControl)首先在法国的工业控制中得到应用。因此预测控制不是某一种统一理论的产物,而是工业实践中逐渐发展起来的。同时,计算机技术的发展也为算法的实现提供了物质基础。

现在比较流行的算法包括有:模型算法控制(MAC);动态矩阵控制(DMC);广义预测控制(GPC);广义预测极点(GPP)控制;内模控制(IMC);推理控制(IC)等等。

下面以模型算法控制为例子来说明预测控制的基本原理。

模型算法(MAC)控制主要包括内部模型、反馈校正、滚动优化和参数输入轨迹等几个部分。它采用基于脉冲相应的非参数模型作为内部模型,用过去和未来的输入输出状态,根据内部模型,预测系统未来的输出状态。经过用模型输出误差进行反馈校正以后,再与参考轨迹进行比较,应用二次型性能指标进行滚动、优化,然后再计算当前时刻加于系统的控制,完成整个动作循环。

预测控制的基本特征,包括有建立预测模型方便;采用滚动优化策略;采用模型误差反馈校正。这几个特征反映了预测控制的本质,也正是这个控制算法和其他算法的不同之处。

预测控制伴随着工业的发展而来,所以,预测控制与工业生产有着紧密的结合,火电厂钢球磨煤机是一个多变量、大滞后、强耦合的控制对象,其数学模型很难准确建立。而目前国内火电厂所装设的控制器大部分是PID控制器。由于系统各变量耦合严重,PID控制器很难适应,致使钢球磨煤机不能投入自动运行。用8051单片机加上A/D8路接口及其接口电路,再加上控制键和显示器,组成了预测控制器。在采用了MAC算法之后,就能够弥补PID控制器的不足。

由于预测控制具有适应复杂生产过程控制的特点,所以预测控制具有强大的生命力。可以预言,随着预测控制在理论和应用两方面的不断发展和完善,它必将在工业生产过程中发挥出越来越大的作用,展现出广阔的应用的前景。

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