三级气罐压力系统的有约束广义预测控制策略研究

发布时间：2017-11-25 00:16

本文关键词：三级气罐压力系统的有约束广义预测控制策略研究

【摘要】：压力容器是流程工业生产的重要设备。三级气罐压力控制系统由于存在大惯性、时变性和时间延迟等特性,所以是过程控制中一个难点。同时控制系统的执行机构和检测装置,比如阀门和仪表,都是有约束的,传统的PID控制和广义预测控制的控制精度和抗干扰能力不能满足生产要求,为此本文提出了一种有约束的广义预测控制方法来弥补其不足。该算法是以递推最小二乘法对系统参数进行在线辨识,通过求解Diophantine方程得到压力预测模型,然后以起作用集方法求解二次规划问题构成滚动优化策略,计算最优控制规律。首先,根据三级气罐系统的结构,运用机理建模的方法建立压力系统的数学模型结构,并用残差法辨识系统阶次和渐消记忆递推最小二乘法辨识系统参数,通过实验得到系统时延,最终获得系统的离散模型。然后,运用本文中提出的有约束的广义预测控制算法进行控制,提高了系统的控制精度、响应速度以及抗干扰能力。最后,在基于ControlLogix系统平台的压力控制系统上验证了该方法的有效性。该系统建立在罗克韦尔公司开发的组态编程软件平台上,通过工业以太网以及OPC实现上位机与ControlLogix系统的通讯,由ControlLogix系统采集压力信号传送到上位机,在上位机SIMULINK中完成有约束的广义预测控制策略计算后,将控制量传送到ControlLogix系统的I/O端口,从而实现对压力系统压力值的实时控制。通过实验,与其他方法运行结果进行对比,对比结果表明系统控制性能明显改善。图30幅,表2个,参考文献68篇
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH49;TP273

【参考文献】

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