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GPC隐式PID算法在热力站中的应用研究

作　者: 吴艳
导　师: 朱林
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 广义预测控制 隐式算法 PID控制 热力站
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


多变量、强耦合、大滞后和非线性是城市供热过程控制的特点，其数学模型难以确定，本文在深入分析广义预测控制(GPC)算法优劣的基础上，将GPC隐式PID算法用于热力站供热过程控制。广义预测控制(GPC)算法以最小化参数模型作为预测模型，引入多步预测的思想、整个控制过程进行滚动优化计算、以在线校正来修正优化过程中预测输出的偏差和不确定性，因此广义预测控制成为预测控制最具代表性的算法之一。然而广义预测控制基本算法在根据最小二乘法递推求解的原理进行滚动优化计算时，由于其本身算法的特点，需要求解Diophantine方程，其二次型最优控制需要在线求逆运算，这大大的增加了在线计算量，降低了控制系统的实时性。因此本文提出广义预测控制隐式算法，避免了广义预测控制基本算法的缺陷，它是直接辨识控制律的参数，在线辨识过程当中不需要求解Diophantine方程和逆运算，减少了在线计算量，在实际工业控制中，提高了控制的实时性，适于在线实现和工程实际应用。虽然广义预测隐式算法这种优化控制策略使运行控制能够获得较好的鲁棒性和最终稳定性，但是在控制系统运行初期，该算法存在输出偏离设定值的问题，这主要是由于算法中采用了最小二乘法来辨识系统参数，而辨识所需的参数估计初值会对系统初次响应产生较大的影响。考虑到这些，本文在广义预测隐式控制的基础上引入常规PID控制算法，以解决在运行初期输出不能很好的跟踪输入的问题。仿真结果证明，广义预测控制隐式PID控制算法应用于多变量、强耦合、大滞后和非线性系统，可获得较好的控制效果。

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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