一种混合吸收式制冷机的预测控制算法研究

【摘要】： 预测控制是20世纪70年代中后期出现的一类新型计算机控制算法。它以预测模型为基础,采用二次在线滚动优化性能指标和反馈校正的策略,来克服被控对象建模误差和结构、参数等不确定性因素的影响,对复杂环境具有相当的适应能力,并具有控制效果好、鲁棒性强等优点。自产生以来,预测控制在工业过程控制中获得了大量成功的应用,引起工业控制界的广泛重视。 该文首先对新型吸收式制冷系统的热力学模型进行了理论分析,同时对制冷系统的预测控制算法进行了研究,在此基础上设计了制冷控制系统预测智能PID控制器。该文创新之处在于采用串级控制的思想设计了制冷系统的预测智能PID控制器,对新型混合吸收式制冷循环的能量进行自动调节,克服新型制冷系统的大滞后和模型不确定性的缺点。同时对制冷控制系统进行了仿真研究。仿真结果表明,预测智能PID控制算法用于新型吸收式制冷机具有良好的设定值跟踪性能,对模型误差也表现出一定的鲁棒性,且自适应能力强,参数调整方便,适用于制冷系统的自动控制。 在理论模型及控制仿真的基础上研制了PLC控制系统的实验平台,编制了下位机PLC的控制程序,并调试运行通过。实验结果表明预测智能PID控制算法能够表现出较好的自适应能力,与常规PID控制相比,预测智能PID控制的静差减小31.4%,超调量减小23.5%,过渡时间缩短26.3%,能有效地改善系统的动态特性,显著提高制冷机的抗干扰性。该文提出的预测智能PID控制算法对吸收式制冷系统的自动控制系统的研发具有一定的实用价值。