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预测控制与变频控制技术在DCS中的应用和研究

王昀  
【摘要】:随着现代控制理论的发展和多年的实践摸索,先进控制技术已经成熟,而预测控制策略因其预测模型、滚动优化、反馈校正三大特征符合工业过程控制的实际需要,尤其是对无法准确建立数学模型的现代工业更为适用,故成为当代的研究热点。本文是基于先进控制算法在DCS系统中的设计和开发并以液位过程控制构成实验系统,对预测控制中的动态矩阵控制(DMC)进行了研究。主要内容包括: 1、在阅读大量文献的基础上,从自动控制理论的发展历程入手,对预测控制的基本思想和发展状况进行了综述性描述。 2、详细讨论了基于对象阶跃响应的动态矩阵控制(DMC)算法,分析了其预测模型、反馈校正和滚动优化的三大特点。 3、建立一个多容液位过程控制试验装置,该装置采用了先进的计算机集散控制系统(DCS),控制方案采用预测控制的DMC算法,利用SCX语言开发出DMC控制程序,根据性能指标及反馈校正方法实现在线滚动优化。通过对实际对象进行控制,观察其控制效果,得出预测控制系统中各项较佳参数值。 4、利用及研究了变频控制技术,操纵变量采用变频调速技术控制流量,变频器根据负载的变化使电机实现自动、平滑的增速或减速,将传统的固定转速拖动改为变频调速拖动,从而具有高效、节能和智能自动化的优点。 本课题研究可方便地应用于实际工业生产,具有一定的指导意义,同时作为实验室过程控制装置,通过教学示范和演示,为广大学生进一步了解现代控制理论和先进控制技术提供了方便。


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