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《浙江大学》 2006年
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多变量预测函数控制技术及应用研究

赵江  
【摘要】:模型预测控制(MPC)是现代控制理论在工业过程控制中成功应用的典范,而预测函数控制(PFC)是这一方法最新的研究领域之一。本文结合工程实际问题对预测函数控制进行了研究,提出了一种预测函数控制的多变量直接控制律算法,并针对实际过程进行了仿真研究。论文的主要研究工作内容如下: 1.综述了预测控制和预测函数控制的发展历程、基本原理,概述了预测函数控制的研究现状和多变量系统的研究情况。 2.从预测模型、反馈校正和优化控制三方面对预测函数控制基本原理进行了系统的阐述并针对一阶加纯滞后对象推导了单变量预测函数控制的基本算法。在参考内模控制原理的基础上,对预测函数控制的闭环性能进行了分析。 3.针对工业过程中大量存在的多变量控制系统,分析了多变量系统数学模型的分类,提出了一种PFC多变量直接控制律算法。详细推导了基于传递函数模型的一阶加纯滞后对象多变量预测函数控制算法(MPFC),并通过仿真研究进行了算法的有效性和鲁棒性验证。仿真结果说明了多变量预测函数控制算法的有效性和实用性。 4.针对两个实际的多变量工业过程,包括精馏塔控制和抄纸过程的定量水分控制,使用多变量预测函数控制算法对其进行了仿真验证。仿真结果表明:应用多变量预测函数控制方法能够得到满意的控制效果,该算法具有较好的鲁棒性和抗干扰能力。而且系统设计方法比较简单,能够方便地用于实际工业控制中。 最后总结了全文的工作,并对预测函数控制的进一步研究进行了展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP273

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 曾志伟;二元板式精馏塔建模与多变量预测函数控制研究[D];北京化工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张培建,吴建国;大纯滞后系统研究与应用[J];东南大学学报(自然科学版);2004年S1期
2 侯国莲,刘洋,张建华;预测函数控制在火电厂单元机组协调控制系统中的应用[J];动力工程;2005年02期
3 彭道刚,杨平;基于典型工业过程控制模型的预测函数控制[J];上海电力学院学报;2005年01期
4 郑小霞,常易康,张志秀;浅论抄纸过程的建模与控制[J];造纸科学与技术;2003年03期
5 王东风,韩璞,王国玉;锅炉汽包水位系统的预测函数控制[J];华北电力大学学报;2003年03期
6 王国玉,韩璞,刘红军,王东风;非自衡对象预测函数控制及其仿真研究[J];华北电力大学学报;2004年04期
7 杨大勇,李鸣,张宇;氯乙酸生产结晶过程的预测函数控制仿真研究[J];化工生产与技术;2004年03期
8 金晓明,王树青,荣冈;先进控制技术及应用 第五讲 预测函数控制(PFC)——一种新型预测控制策略[J];化工自动化及仪表;1999年06期
9 荣冈,蔡咏松,胡红页;简化预测函数控制在重整反应加热炉中的应用[J];化工自动化及仪表;1999年02期
10 褚健,潘红华,苏宏业;预测控制技术的现状和展望[J];机电工程;1999年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨锡运;火电厂热工对象先进控制策略研究——多变量及键图控制[D];华北电力大学(北京);2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋中;一种基于非线性Laguerre模型的预测控制算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年02期
2 钟小芳,蒋中;基于Laguerre 函数近似模型的多变量系统增量型预测控制的算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
3 崔博文,陈剑,陈心昭,任章;复参数最小二乘估计方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
4 鲁照权;俞宗嘉;胡金东;胡焱东;;广义最小二乘限定记忆参数辨识方法与仿真研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年06期
5 钟小芳,蒋中;一种增量型多步预测、多步控制的单变量预测控制算法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
6 刘静;;基于预测控制理论的水产品价格模型[J];安徽农业科学;2011年36期
7 张庆丰;郑睿;陈宗祥;;一种基于滚动窗口的AGV动态路径规划算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年02期
8 吴丽娟;DMC-PID串级控制算法[J];鞍山钢铁学院学报;2000年02期
9 程志强,崔玉芳;模型结构辨识的一种新方法[J];安阳师范学院学报;2001年02期
10 孙德辉;郝冬冬;李志军;;考虑网络丢包的网络化控制系统的广义预测控制[J];北方工业大学学报;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李翔晟;;基于系统辨识液压变量泵的效率模型研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
2 李会军;王启刚;季刚;马增良;;一种基于M序列的噪声模型辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 孙鹤旭;梁涛;雷兆明;;基于状态空间模型的多时域预测控制系统的闭环特性[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 冯俊娥;崔鹏;;线性奇异时滞系统的干扰解耦[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 张红良;吴文启;胡小平;;一种新的里程计刻度因子在线辨识算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 侯志祥;;基于混合遗传算法的连续系统参数辨识[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 陈慧波;丁锋;;基于输出快采样数据的确定性系统最小二乘盲辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 李德伟;席裕庚;;有界扰动系统基于集结的鲁棒预测控制器设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 杨建华;刘文琦;卢伟;;注汽锅炉蒸汽干度的模糊预测控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 李刚;王庆林;黄彪;;随机扰动下的动态矩阵控制系统性能监控、调节与诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
3 韩丽丽;多率多输入系统的辨识[D];江南大学;2010年
4 高京广;非线性随机系统的稳定、镇定与优化[D];华南理工大学;2010年
5 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
6 王正顺;纸张电磁干燥技术研究[D];华南理工大学;2010年
7 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
8 杜静静;基于非线性度量和MLD-MPC的多模型方法研究[D];浙江大学;2010年
9 魏晋宏;预测控制在工业生产过程中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
10 刘春波;统计建模方法的理论研究及应用[D];江南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 况清龙;基于逆变器的直流无源滤波器的优化设计及其可视化算法[D];南昌航空大学;2010年
2 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
3 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
4 武海博;预测函数控制系统的鲁棒性研究[D];郑州大学;2010年
5 王垚;液体离心机控制方案设计与实现[D];郑州大学;2010年
6 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
7 娄玉冰;基于“最优激励轨迹”的工业机器人动力学参数辨识研究[D];郑州大学;2010年
8 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 史大伟;宽频调速系统设计及精度分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡永有,苏宏业,褚健;工业重整装置建模与仿真[J];高校化学工程学报;2003年04期
2 陆恩锡,张慧娟;化工过程模拟及相关高新技术(Ⅱ)化工过程动态模拟[J];化工进展;2000年01期
3 杨健,钱积新,周春晖;非理想多元物系精馏塔动态数学模型[J];化工学报;1990年01期
4 张猛,徐用懋;反应精馏相关技术研究进展(Ⅱ)——过程优化与控制技术[J];化工自动化及仪表;2004年02期
5 徐博文;第三讲 过程建模与优化[J];化工自动化及仪表;1997年05期
6 张泉;王从庆;;基于多变量预测控制技术的丙烯精馏塔控制系统[J];化学工业与工程技术;2008年06期
7 褚健,潘红华,苏宏业;预测控制技术的现状和展望[J];机电工程;1999年05期
8 吴松涛,江青茵,曹志凯,佘文武;精馏模拟计算的改进新松弛-泡点法[J];计算机与应用化学;2005年08期
9 祝雪妹;张亮;刘如成;;精馏过程动态机理模型建立[J];计算机与应用化学;2008年07期
10 刘勇;丁锋;;模型参数未知的双率采样数据系统广义预测控制方法[J];科学技术与工程;2007年23期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 于丙芹;面向自动化系统验证的通用板式精馏塔动态建模与仿真的研究[D];北京化工大学;2011年
2 宁璀;多变量预测函数控制及应用研究[D];浙江大学;2007年
3 修志芳;预测函数控制及其应用研究[D];浙江大学;2008年
4 王树杰;精馏塔动态模型建立及故障模拟[D];青岛科技大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张井岗,曾建潮,孙志毅;直流电动机调速系统的内模控制[J];电机与控制学报;1998年02期
2 王东风;多变量系统的广义预测控制解耦设计[J];电机与控制学报;2000年04期
3 胡克定;汪自勤;钱钟韩;;单元机组协调控制的一种频域设计方法[J];东南大学学报;1989年01期
4 吕剑虹,张世军,陈来九;自学习多变量汽温控制系统[J];东南大学学报;1995年05期
5 睢刚,韦红旗,陈绍炳,徐治皋;预测控制在单元机组负荷控制中的应用[J];动力工程;2003年02期
6 肖伯乐;我国火力发电厂自动化技术的发展以及前景展望[J];动力工程;1997年05期
7 李道林;国产电站锅炉再热汽温调节实用技术探讨[J];动力工程;1999年01期
8 赵曜;直流调速系统的二自由度内模控制方法[J];电气传动;1997年01期
9 徐盛仪,付明地;球磨机制粉系统动态数学模型及其MMS仿真[J];重庆大学学报(自然科学版);1994年05期
10 刘钢,李圣怡,范大鹏;机电伺服系统的预测函数控制算法研究[J];国防科技大学学报;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 赵曜;;动态矩阵控制的稳定性和鲁棒性分析[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
2 陆会明;刘禾;吕跃刚;董树新;;模型参考自适应预估在锅炉再热汽温控制中的应用[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
3 赵曜;;基于内模结构的鲁棒有限拍控制及其与预测控制的比较[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 梁伟平;球磨机制粉系统智能控制算法的研究及应用[D];华北电力大学;2000年
2 王东风;多变量智能控制在电厂制粉系统中的应用研究[D];华北电力大学;2001年
3 孙建平;时滞及非最小相位系统智能复合控制策略研究[D];华北电力大学;2002年
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1 李新利;神经网络在线解耦算法的研究[D];华北电力大学;2001年
2 王科平;冷连轧机智能预测控制系统的研究[D];燕山大学;2003年
【相似文献】
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1 周洪煜,张坚,游立科,张峰;基于混合神经网络的非线性预测函数控制[J];控制理论与应用;2005年01期
2 周坦胜,王文良,李斌;地形跟随系统最优参考轨迹的预测函数控制[J];测控技术;2005年03期
3 金晓明,王树青,荣冈;先进控制技术及应用 第五讲 预测函数控制(PFC)——一种新型预测控制策略[J];化工自动化及仪表;1999年06期
4 刘峙飞,金晓明,王树青,荣冈;双值预测函数控制[J];控制与决策;1999年S1期
5 韩璞,于萍,王国玉,王东风;单元机组负荷系统预测函数控制(英文)[J];电工技术学报;2004年10期
6 张泉灵,王树青;化学反应器温度跟踪预测函数控制的研究及应用[J];控制理论与应用;2001年04期
7 王国玉,韩璞,王东风,周黎辉;PFC-PID串级控制在主汽温控制系统中的应用研究[J];中国电机工程学报;2002年12期
8 王东风,韩璞,王国玉;锅炉汽包水位系统的预测函数控制[J];华北电力大学学报;2003年03期
9 韩璞,王东风,王国玉,董泽;多模型预测函数控制及其应用研究[J];控制与决策;2003年03期
10 吴建国,张培建;基于双模型预测函数控制的间歇化学反应温度系统的研究与应用[J];中国仪器仪表;2004年09期
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1 潘红华;由大德;张圣云;汪德虎;;交流伺服系统的预测函数控制[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
2 刘政伟;霍伟;;基于模糊基函数的预测函数控制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
3 刘政伟;霍伟;;一类非线性系统的模糊预测函数控制[A];第二十二届中国控制会议论文集(上)[C];2003年
4 彭道刚;杨平;王志萍;徐春梅;曾婧婧;;火电厂主汽压力控制系统的预测函数控制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
5 王天堃;徐大平;韩璞;周黎辉;;预测函数控制在长时间迟延网络控制系统中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 林霞;陈增强;孙青林;袁著祉;;比例积分型预测函数控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
7 段明亮;李平;周姗姗;;基于T-S模糊模型的非线性预测函数控制[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
8 王繁珍;陈增强;林霞;孙青林;袁著祉;;基于CARIMA模型的PFC与GPC的等价性[A];第十七届全国过路控制会议论文集[C];2006年
9 张磊;王林;;PFC-RBF结合的控制算法在间歇精馏过程的应用[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
10 黄守胜;孙永华;;JX-300X DCS在环氧树脂批量控制中的应用[A];第十二次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2007年
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1 王国玉;预测函数控制及其在火电厂中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2004年
2 刘峙飞;工业平缝机伺服控制系统研究[D];浙江大学;2005年
3 郭敬;液压仿真转台低速性能及其预测函数控制研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 邹健;智能预测控制及其应用研究[D];浙江大学;2002年
5 岳俊红;复杂工业过程多模型预测控制策略及其应用研究[D];华北电力大学(北京);2008年
6 李鹏飞;弹性连杆机构振动主动控制理论与实验研究[D];西安理工大学;2006年
7 吴建国;基于特征模型的预测函数控制及应用研究[D];上海大学;2009年
8 杨锡运;火电厂热工对象先进控制策略研究——多变量及键图控制[D];华北电力大学(北京);2003年
9 王柱锋;网络控制系统的预测控制研究[D];浙江大学;2008年
10 周洪煜;基于人工智能和专家系统的中央空调节能运行及故障诊断技术研究与实现[D];重庆大学;2007年
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1 王晓;模糊预测函数控制改进算法的研究及应用[D];浙江理工大学;2011年
2 武海博;预测函数控制系统的鲁棒性研究[D];郑州大学;2010年
3 吴伟;最小二乘支持向量机建模及预测函数控制问题研究[D];浙江大学;2012年
4 刘海涛;多变量系统预测函数控制研究与应用[D];华北电力大学(北京);2010年
5 赵寅军;混凝投药预测函数控制研究[D];浙江工业大学;2011年
6 王海波;焙烧温度的智能预测函数控制方法[D];兰州理工大学;2010年
7 张光明;预测函数控制及其在热工控制系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2005年
8 王丽洋;基于预测函数控制的火电厂过热蒸汽温度控制改进研究[D];重庆大学;2012年
9 刘洋;预测函数控制及其在热工过程控制中的应用[D];华北电力大学(北京);2005年
10 苗建;基于支持向量机的煮沸温度预测函数控制的应用研究[D];青岛科技大学;2010年
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