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基于无模型自适应控制的温度控制实验平台设计与实现

赵士军  
【摘要】:控制理论经历了经典控制理论和现代控制理论两个发展阶段之后,已经建立了比较完善的理论体系。在工业生产中,将控制理论应用到实际工业控制过程的一般做法是:首先对实际工业生产过程中被控对象(一般为非线性的)在工作点附近建立近似的线性模型,然后再利用传统的控制理论进行控制,所以这种控制方法的控制效果与对被控对象数学建模的精确程度有着直接的关系。虽然对于大部分工业控制对象,上述作法尚能获得符合要求的控制效果,但是随着工业和现代科学技术的飞速发展,各个领域对控制效果的要求越来越高,而往往这样的系统建模过程十分复杂,甚至是无法得到其数学模型,于是原来的基于建模的控制方法渐渐的无法满足工业控制的需求了。 在传统控制方法无法满足控制效果的形势下,不需要对被控系统建立数学模型、仅仅利用系统的输入输出数据的新的控制方法——数据驱动控制算法应运而生。数据驱动控制算法能够解决传统控制算法无法解决的难题,所以数据驱动控制从其诞生之日起就拥有了巨大的发展潜力和应用前景。 本文旨在为数据驱动控制理论的研究提供实验平台,在原有的锅炉温度控制实验装置的基础上,设计了上位机软件应用系统和新的智能仪表,实现了对一种数据驱动算法—无模型自适应控制算法的实验研究。 本文的内容组织如下:首先对本文的研究背景、意义和国内外研究现状进行了简要阐述;然后对无模型自适应控制算法的理论内容进行了简要的介绍;之后做了基于MFAC对温度控制系统做了仿真研究;接下来设计了上位机软件应用系统和新的智能仪表,并给出了实验平台的实现过程;最后给出了全文的总结和对进一步研究的展望。


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