可编程逻辑控制器(PLC)作为一种重要的控制算法实现平台,具有成本低廉,运行稳定,可靠性高等特点,在工业过程中占据了重要位置。近年来,以预测控制为代表的先进控制技术大大提高了工业生产的自动化水平,受到了业界和学术界的广泛关注,然而传统预测控制算法较复杂,难以在计算资源有限的PLC上应用,限制了预测控制技术的进一步推广。因此简化预测控制算法,提高优化问题求解能力对于在PLC上实现预测控制技术具有重要作用。本文以PLC为平台,阐述了在其上进行的预测控制算法的应用实践,主要的工作内容如下:1.回顾和阐述了预测函数控制的基本原理,并据此在PLC上设计了某火力发电厂的脱硝优化控制器。通过控制脱硝环节的喷氨量,催化剂出口氮氧化物的浓度可以较快地跟踪设定值,并应对各种情况下的干扰,提高了脱硝环节的自动化控制水平。2.提出了基于GPAD的多变量预测控制快速算法。利用多变量模型,递推地预测模型的未来输出;根据二次型优化指标,形成QP问题;引入GPAD优化算法,加快QP问题的求解速度。数值实验结果表明该方法相较于常规算法具有更快的计算速度和良好的控制效果。3.在PLC上实现了基于GPAD的多变量预测控制快速算法,并将其应用到双输入双输出的水箱液位控制系统中。实验结果印证了算法的高效性,同时能够系统地处理输入输出约束,在快速和慢速过程都有着出色表现,算法具有广泛的应用前景。