东方测控

行业企业市场标准科技新品会议展会政策原创

仪表知识:未卜先知的预测控制系统

百科知识中国仪表网2015年09月23日 17:22人气:12764

  【中国仪表网 百科知识】预测控制是近年来发展起来的一类新型的计算机控制算法。由于它采用多步测试、滚动优化和反馈校正等控制策略,因而控制效果好,适用于控制不易建立精确数字模型且比较复杂的工业生产过程,所以它一出现就受到国内外工程界的重视,并已在石油、化工、电力、冶金、机械等工业部门的控制系统得到了成功的应用。
  
  工业生产的过程是复杂的,我们建立起来的模型也是不完善的。就是理论非常复杂的现代控制理论,其控制的效果也往往不尽人意,甚至在一些方面还不及传统的PID控制。70年代,人们除了加强对生产过程的建模、系统辨识、自适应控制等方面的研究外,开始打破传统的控制思想的观念,试图面向工业开发出一种对各种模型要求低、在线计算方便、控制综合效果好的新型算法。这样的背景下,预测控制的一种,也就是模型算法控制(MAC-ModelAlgorithmicControl)首先在法国的工业控制中得到应用。因此预测控制不是某一种统一理论的产物,而是工业实践中逐渐发展起来的。同时,计算机技术的发展也为算法的实现提供了物质基础。
  
  现在比较流行的算法包括有:模型算法控制(MAC);动态矩阵控制(DMC);广义预测控制(GPC);广义预测极点(GPP)控制;内模控制(IMC);推理控制(IC)等等。
  
  下面以模型算法控制为例子来说明预测控制的基本原理。

  
  预测控制原理图
  
  模型算法(MAC)控制主要包括内部模型、反馈校正、滚动优化和参数输入轨迹等几个部分。它采用基于脉冲相应的非参数模型作为内部模型,用过去和未来的输入输出状态,根据内部模型,预测系统未来的输出状态。经过用模型输出误差进行反馈校正以后,再与参考轨迹进行比较,应用二次型性能指标进行滚动、优化,然后再计算当前时刻加于系统的控制,完成整个动作循环。
  
  预测控制的基本特征,包括有建立预测模型方便;采用滚动优化策略;采用模型误差反馈校正。这几个特征反映了预测控制的本质,也正是这个控制算法和其他算法的不同之处。
  
  预测控制伴随着工业的发展而来,所以,预测控制与工业生产有着紧密的结合,火电厂钢球磨煤机是一个多变量、大滞后、强耦合的控制对象,其数学模型很难准确建立。而目前国内火电厂所装设的控制器大部分是PID控制器。由于系统各变量耦合严重,PID控制器很难适应,致使钢球磨煤机不能投入自动运行。用8051单片机加上A/D8路接口及其接口电路,再加上控制键和显示器,组成了预测控制器。在采用了MAC算法之后,就能够弥补PID控制器的不足。
  
  由于预测控制具有适应复杂生产过程控制的特点,所以预测控制具有强大的生命力。可以预言,随着预测控制在理论和应用两方面的不断发展和完善,它必将在工业生产过程中发挥出越来越大的作用,展现出广阔的应用的前景。
(本文来源:中国科普博览转载请注明出处
仪表网官方微信
@仪表网
已推荐
0

全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:ybzhan@QQ.com
  • 凡本网注明"来源:中国仪表网"的所有作品,版权均属于中国仪表网,转载请必须注明中国仪表网,http://www.ybzhan.cn/。违反者本网将追究相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
成丰仪表——中国第三代流量计领军品牌


返回首页