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《浙江工业大学》 2002年
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预测控制算法及其仿真研究

贺国艳  
【摘要】: 模型预测控制作为一种新型计算机控制算法,在工业控制界取得许多成功应用,现已成为一种重要的先进控制策略。这主要得益于它的三个基本特征:模型预测,滚动优化和反馈校正。 与其他控制算法相比,预测控制有其自身特点: a.对模型的精度要求不高,建模方便,过程描述可由简单实验获得。 b.采用滚动优化策略,而非全局一次优化,能及时弥补由于模型失配、干扰等因素引起的不确定性,鲁棒性较好。 c.易将算法推广到有约束、大迟延等实际过程,能有效处理多变量、有约束问题。 本文主要对其中的两种算法:动态矩阵控制(DMC)和预测函数控制(PFC)进行研究。对动态矩阵控制,主要应用多变量DMC对复杂系统进行仿真;对预测函数控制,主要进行了算法改进。论文主要内容如下: (1)对预测控制的发展概况、研究现状及研究动向作了概述,同时介绍了与本论文相关的预测控制方案。 (2)对单变量预测函数控制的基本算法进行讨论,针对一阶加纯滞后对象进行PFC算法推导,并仿真验证PFC算法所具有的跟踪快速、抗干扰能力强、控制效果良好的特点。 (3)将极点配置思想与PFC算法结合起来,提出了极点配置的PFC算法。通过在预测函数优化性能指标中引入加权多项式来进行极点配置,适当选择加权多项式,将极点配置在给定位置,获得所期望的闭环响应特性。 (4)结合解耦思想研究多变量系统神经网络解耦PFC算法,通过引入神经网络补偿环节,对多变量系统进行解耦,并在此基础上,对解耦后各子系统进行单变量预测函数控制,以确定各个控制量。仿真表明,该算法有较好的跟踪 摘 要 特性,对解决多变量系统的优化和控制具有一定的适用性。 归)结合分层协调的思想,研究多变量分层协调预测函数控制算法。仿真 表明,该算法是一种有效的处理多变量系统的方法。 …)采用多变量动态矩阵控制结合Simulink对典型多变量非线性系统一 CSTR模型进行仿真。仿真结果表明该算法对多变量系统具有较好的跟踪和控 制作用。表明该算法对复杂系统控制的有效性。 最后,对全文的工作进行了总结,分析了存在的问题,并对今后的发展方 向进行了展望。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP391.9

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 康太平;基于模糊预测控制的列车自动驾驶系统研究[D];西南交通大学;2006年
2 王涛;GSM-R系统信道分配的研究与性能分析[D];西南交通大学;2007年
3 舒海涛;基于简化ASM1模型的曝气过程动态优化及控制[D];华东理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 金晓明,王树青,荣冈;先进控制技术及应用第四讲模型预测控制及其工业应用[J];化工自动化及仪表;1999年05期
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10 黄道平,朱学峰,陈灼明,肖迳;带中间状态反馈的多变量非线性预测控制[J];华南理工大学学报(自然科学版);1998年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 杨冠鲁,李晴燕,胡欣;同步发电机监督学习神经网络励磁控制器[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年03期
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7 刘盛松;王正风;王敏;;采用神经网络与模糊曲线相结合的短期电力负荷预测方法[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2001年00期
8 刘盛松,王正风,王敏;采用神经网络与模糊曲线相结合的短期电力负荷预测方法[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2001年01期
9 高玮,郑颖人;岩土工程位移预测神经网络建模的几个问题[J];地下空间;2001年S1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 陈玉强;刘志刚;杨铁军;肖友洪;;柴油机振动液压伺服主动控制[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
2 韩亚红;由勇;由俊生;;基于广义预测控制的DFS控制方法的研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
3 戴璐平;黄之初;王小明;王晓春;;模糊预测控制在工业窑炉温度控制系统中的应用[A];2006(西安)国际墙体屋面材料技术交流大会暨第九届生产装备博览会论文集[C];2006年
4 金炜东;赵舵;张葛祥;马淑霞;;控制系统设计的满意优化方法[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
5 张建国;;预测控制在数控机床伺服系统中的应用研究[A];第十九届电工理论学术年会论文集[C];2007年
6 王定乾;;基于Delphi和汇编语言开发配料控制软件研究[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
7 杨峡;陈亮;;自适应容量估计的神经网络图像隐藏算法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
8 李慷;谷寒雨;席裕庚;;工业过程有约束控制的可行性分析及算法[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
9 李贻斌;苏学成;李洪亮;樊炳辉;杨明;逄振旭;;基于神经元的参数自学习PID控制器[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
10 邹恩;;基于一步预测控制的随动系统[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
4 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;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 栗伟;催化裂化过程建模与应用研究[D];浙江大学;2010年
7 张健中;一类连续化工生产过程的模型辨识及非线性预测控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 叶宗彬;大功率提升机三电平双馈调速关键技术研究[D];中国矿业大学;2010年
9 张侨;永磁同步电机参数辨识的研究[D];华中科技大学;2010年
10 彭艳;基于条元法的HC冷轧机板形预设定控制理论研究及工业应用[D];燕山大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
2 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
3 吴夏来;广义预测控制简化算法研究[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 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
6 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
7 谢笑颖;环境最优船舶区域动力定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 孙靖;水下机器人状态反馈广义预测解耦控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 李响;油品调和优化问题的研究[D];大连理工大学;2010年
10 王峰;时滞系统的辨识与控制[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈韬,彭永臻,王淑莹,曾薇;污水生物处理系统的智能控制[J];北京工业大学学报;2002年04期
2 廖国强,倪志,吴志忠;用于GSM信道分配中的一种改进组合遗传算法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2003年03期
3 赵海艳,高兴泉,陈虹;滚动时域估计在三容系统中的应用[J];吉林大学学报(信息科学版);2004年04期
4 张滔,段晨宁,丘庆球;ATO系统在广州地铁1号线的应用[J];地铁与轻轨;2001年01期
5 朱志宇,姜长生;基于混沌神经网络的移动通信信道分配方法研究[J];电子与信息学报;2005年09期
6 王秋平;陈娟;王显利;王习文;;一种新的自适应非线性卡尔曼滤波算法[J];光电工程;2008年07期
7 薛文源;城市污水污泥处理与处置的途径[J];中国给水排水;1992年01期
8 季民,霍金胜,胡振苓,马文杰,刘文亚,张宝祥;活性污泥法数学模型的研究与应用[J];中国给水排水;2001年08期
9 冯裕钊,龙腾锐,郭劲松,庞煜;变参数活性污泥系统的最优鲁棒控制法[J];中国给水排水;2003年03期
10 喻泽斌,王敦球,张学洪;城市污水处理技术发展回顾与展望[J];广西师范大学学报(自然科学版);2004年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张波;中高速列车共线运行的仿真研究[D];铁道部科学研究院;2000年
2 崔涛;非线性预测控制研究及其应用[D];浙江大学;2002年
3 刘智勇;高速磁浮列车安全速度曲线算法及紧急制动控制研究[D];浙江大学;2004年
4 梁敏;模糊预测控制理论及设计方法研究[D];兰州理工大学;2004年
5 陶卉;工业过程动态优化研究[D];浙江大学;2006年
6 谭鹏程;大规模过程动态优化算法研究[D];浙江大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 赵朔雪;董昱;赵媛媛;;移动闭塞条件下的ATO子系统运行控制算法分析[J];铁道通信信号;2012年02期
2 孙文秀;张润彤;;基于模糊预测控制的ATP系统建模与仿真[J];系统仿真学报;2010年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 窦鹏飞;迭代学习控制及其在列车自动驾驶系统中的应用[D];北京交通大学;2011年
2 李子钧;基于模糊自适应PID控制的列车自动驾驶系统的研究[D];北京交通大学;2010年
3 张兆中;基于dSPACE的列车自动驾驶仿真系统的设计与实现[D];北京交通大学;2010年
4 孔美荣;香港机场捷运线地面ATO系统研究[D];北京交通大学;2007年
5 潘金山;基于GIS的列车运行仿真系统研究与设计[D];西南交通大学;2007年
6 张强;基于遗传算法的列车自动驾驶系统研究与实现[D];北京交通大学;2008年
7 李科亮;机车节能运行控制系统的研究[D];西南交通大学;2008年
8 孙文秀;城市轨道交通ATP测试系统设计与仿真[D];北京交通大学;2010年
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10 许展瑛;基于模糊神经网络的ATO系统开发[D];西南交通大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘贺平,孙一康;广义积分器型直接极点配置自适应控制[J];北京科技大学学报;1995年01期
2 侯志俭,吴际舜,张琦雨,万亮,潘龙兴;电力系统短期负荷预报的几种改进手段[J];电力系统自动化;1996年07期
3 张昊,吴捷,郁滨;电力负荷的模糊预测方法[J];电力系统自动化;1997年12期
4 蒋慰孙;对专家规则控制的若干看法[J];化工自动化及仪表;1999年05期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺国艳,杨马英,俞立;极点配置预测函数控制[J];计算技术与自动化;2002年03期
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
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10 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
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙红星;汪仁先;王成玖;陈晓义;;直接转矩控制系统中磁通观测器的研究[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
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3 刘浩;刘晓华;;广义预测控制极点配置算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
4 陈卫田;施颂椒;张钟俊;;跟踪参考输出的自适应极点配置算法[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
5 陈陆平;席裕庚;张钟俊;;考虑特征结构的极点配置并行方法[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年
6 谢文翘;汪细云;;隐式极点配置自校正控制器[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
7 曹淑瑛;郭圣权;樊水康;;并行极点配置算法探讨[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
8 葛照强;;几类线性系统的极点配置问题[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
9 陶永华;;随机极点配置容错控制策略[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
10 刘兵;徐立鸿;冯纯伯;;连续系统预测控制[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王柱锋;网络控制系统的预测控制研究[D];浙江大学;2008年
2 吕灵灵;线性离散周期系统的极点配置和观测器设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 郑军;小波理论在系统建模与控制中的若干应用研究[D];浙江大学;2005年
4 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
5 刘峙飞;工业平缝机伺服控制系统研究[D];浙江大学;2005年
6 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
7 邹健;智能预测控制及其应用研究[D];浙江大学;2002年
8 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
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贺国艳;预测控制算法及其仿真研究[D];浙江工业大学;2002年
2 段向军;基于神经网络的预测控制方法研究[D];大庆石油学院;2005年
3 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
4 杨延烁;基于LMI的不确定切换系统的极点配置[D];厦门大学;2008年
5 武海博;预测函数控制系统的鲁棒性研究[D];郑州大学;2010年
6 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
7 王红梅;磁悬浮寻北仪系统的自适应控制[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 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
9 丁俊宏;基于状态观测器的主汽温控制与诊断系统的研究[D];华北电力大学(河北);2004年
10 王军锋;水轮发电机组解耦控制系统研究[D];西安理工大学;2006年
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