基于闭环辨识的高级预测控制技术研究与应用

发布时间：2022-01-18 22:21

　　随着现代工业控制中的不确定性越来越强,传统的控制手段不足以应对复杂工业过程,先进控制理论的应用势在必行,而模型辨识是先进控制理论应用的基石,因此本文在对两种闭环条件下的辨识方法研究基础上对预测控制进行改进研究,并将模糊思想实现的脉冲控制与改进预测控制结合,最后利用控制压力钻井过程模型进行控制效果检验。本文的主要研究内容如下:（1）闭环辨识算法的设计与实现。设计一种基于闭环动态数据的辨识方法,通过将闭环控制过程中的动态数据转换为工艺对象开环阶跃响应数据,采用面积法计算模型参数得到工艺对象模型;改进一种基于频率特性分析的闭环辨识方法,通过对开闭环条件下工艺对象频率特性的转换与推导,得到开环工艺对象模型参数与闭环频率特性的关系,进而得到工艺对象数学模型。（2）预测控制器技术改进研究。根据预测控制算法的特点提出了基于动态矩阵简化因子的预测控制器,利用动态矩阵简化因子对控制过程中的求逆运算进行简化处理,减少预测控制中滚动优化的运算量,提高了预测控制算法的实时性和控制效果。（3）高级预测控制算法设计研究。根据脉冲控制的基本原理实现了脉冲控制算法,之后利用模糊理论实现了模糊脉冲控制,提高了脉冲控制的... 

【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

系统辨识原理图

第2章闭环辨识算法研究14利用比例控制器对被控对象进行调节，并在系统中分别加入两个正弦激励信号，使系统的输出出现两个波峰，系统输出曲线如如图2-3所示，1y和2y分别为系统输出响应曲线的两个峰值，1t和2t分别为系统到达峰值的两个时刻。图2-3加入正弦激励后系统输出响应曲线Fig2-3Systemidentificationschematicdiagram根据对象的正弦激励输出曲线可以得到两个峰值点的频率特性，其表达式如公式（2-25）所示。1122212222221111122222()()(1)()()(1)()arctan()1()arctan()1ppppppppKKAwGjwKKTwKKAwGjwKKTwTwwKKwTwKKwTwwKKwTwKKw（2-25）在公式（2-25）中共有K,T,三个未知参数，因此可利用方程组求解这三个未知量，进而得到工艺对象的开环传递函数。首先利用幅频特性两个表达式经过化简后求得K,T的表达式如公式（2-26）所示。

BP神经网络拓补结构示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]串级控制系统闭环辨识及PID参数整定[J]. 林巍,王亚刚.  控制工程. 2018(01)
[2]动态矩阵控制中基于Kalman滤波的开环预测方法[J]. 谢亚军,丁宝苍,陈桥.  控制与决策. 2017(03)
[3]控压钻井井下不可测变量的非线性估计[J]. 徐宝昌,孟宇,刘伟.  石油学报. 2016(12)
[4]工业过程控制系统研究现状与发展方向[J]. 柴天佑.  中国科学:信息科学. 2016(08)
[5]基于闭环自适应辨识的速度环PI参数自整定[J]. 张鹏,王文格,付霞,聂挺.  中国机械工程. 2016(05)
[6]基于动态矩阵控制的双层结构预测控制的整体解决方案[J]. 李世卿,丁宝苍.  自动化学报. 2015(11)
[7]闭环辨识算法研究及软件实现[J]. 郭婧,李烨,李正浩.  信息技术. 2015(02)
[8]闭环子空间辨识方法的分析与比较[J]. 王建国,赵京辉,沈跳.  控制工程. 2015(01)
[9]闭环系统辨识的模型结构检验[J]. 王建宏,熊朝华.  华东交通大学学报. 2014(04)
[10]控压钻井井口回压控制技术仿真研究[J]. 王洋,韩来聚,步玉环,李宗清,曹强,都美静.  石油机械. 2014(02)



本文编号：3595697