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具有远程模型误差诊断的MPC系统设计与实现

作　者: 陈亮亮
导　师: 吉国力
学　校: 厦门大学
专　业: 系统工程
关键词: 模型诊断分布式系统 XML-RPC
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 2次
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内容摘要

模型预测控制(MPC)是在20世纪70年代末开始出现的一种基于模型的控制方法,已被广泛应用于石油、化工、电力和航空等工业控制领域。动态矩阵控制、模型算法控制、预估控制和内模控制都是由模型预测控制延伸发展而来,然而使用这些新型控制策略的前提是用户对模型预测控制理论和系统辨识有很好的掌握。其中动态模型扮演着十分重要的角色,其准确与否直接影响到控制器性能,因此工业对象建模和辨识是工业模型预测控制应用的难点。工业过程对象缓变、传感器仪表老化、以及生产环境变化都将导致动态模型误差增加。在工业生产过程中若能预先诊断出失配模型,及时对失配模型进行在线修正,能够避免因维护动态模型而造成的高成本,同时降低用户的技能水平要求。本文针对动态模型失配问题,研究MPC的运行控制、系统辨识和模型诊断功能的一体化系统的设计与实现,此开发对过程控制的MPC应用延伸具有重大现实意义。论文主要工作是提出了一个远程模型诊断与MPC系统结合的实现方案；消化所提的外加低幅测试信号的MPC模型误差诊断方法；采用集中式架构的分布式系统设计,分别搭建诊断实验客户端和远程诊断服务端,使用XML-RPC网络通信接口负责节点间的数据交互,对模型误差诊断系统与工业现场主控机进行物理分离,为远程模型误差诊断提供简单有效的途径。可远程实现MPC的运行控制、系统辨识和模型诊断功能的一体化。可辅助用户根据远程模型诊断结果对失配模型进行选择性重新辨识,保证MPC控制性能,减少额外维护成本,为工业生产的经济、高效和安全运行提供了更好的保障,提升MPC产品的实用性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-15
  1.1 研究背景和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
  1.3 本文的研究内容  14-15
第二章远程诊断相关技术  15-27
  2.1 分布式系统  15-17
    2.1.1 分布式系统原理  15-16
    2.1.2 分布式系统优势  16-17
  2.2 分布式系统在远程诊断中的应用  17-19
  2.3 XML-RPC  19-24
    2.3.1 可扩展标记语言  19-20
    2.3.2 远程过程调用  20-23
    2.3.3 基于XML的XML-RPC  23-24
  2.4 主流分布式技术比较  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章远程模型误差诊断系统设  27-43
  3.1 系统设计目标  27-29
    3.1.1 远程模型诊断  28-29
    3.1.2 动态模型调整  29
  3.2 系统框架设计  29-31
  3.3 远程方案设计  31-34
    3.3.1 远程连接OPC服务器  31-32
    3.3.2 分布式服务端与客户端  32-33
    3.3.3 远程诊断方案选择  33-34
  3.4 数据库设计  34-42
    3.4.1 实体联系模型  35-39
    3.4.2 对象关系映射  39-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章远程模型误差诊断系统实现  43-59
  4.1 系统功能结构  43-44
  4.2 诊断实验客户端  44-46
    4.2.1 标签配置  44-45
    4.2.2 诊断实验  45-46
  4.3 远程诊断服务端  46-53
    4.3.1 参数配置  46-48
    4.3.2 测试信号  48
    4.3.3 诊断数据库  48-50
    4.3.4 模型诊断  50-53
  4.4 系统展示  53-58
    4.4.1 过程仿真搭建  54
    4.4.2 OPC服务器配置  54-55
    4.4.3 远程诊断配置  55-57
    4.4.4 诊断实验启动  57
    4.4.5 诊断结果分析  57-58
  4.5 本章小结  58-59
第五章总结与展望  59-61
  5.1 总结  59-60
  5.2 展望  60-61
参考文献  61-65
攻读硕士期间发表的学术论文  65-66
致谢  66

具有远程模型误差诊断的MPC系统设计与实现

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