动态矩阵控制算法研究及其软件实现

来源 :中国科学院自动化研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lk1892
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工业过程具有多种约束条件,工艺参数复杂并互相耦合,非线性,大时滞,模型不确定性等特点,从而导致很难得到控制对象的准确的数学模型。即使得到了精确的数学模型,按照理想模型进行的最优控制往往不能保持最优。于是产生了对先进控制的实际需求。   预测控制是先进控制里应用在工业过程控制中较为成功的。国外在预测控制的理论研究和实际开发应用都取得了很大的发展和实际效益。而在国内自主开发的预测控制软件相比国外成熟的产品还有不小的差距。自主开发预测控制软件,对提高控制质量、缩小与国外的差距、响应国家节能减排的能源政策,具有很强的实际意义。   本文重点研究和实现了动态矩阵控制算法,并主要描述了两个方面的内容:   (1)动态矩阵控制理论比较成熟,论文内容重点放在了软件产品的实际开发上。软件产品是基于.net平台使用C#语言进行开发的。论文使用国际统一软件描述语言统一建模语言UML描述了整个软件产品,包括用例图、类图、时序图、状态图和活动图等。通过这些图使读者快速地了解整个软件,并方便开发者进行后续开发。   (2)动态矩阵控制算法的核心问题就是一个寻优的问题。在实际的过程控制中,往往是多参数的、有限制的,并有很多其他实际不确定因素的情况。能够摆脱精确模型的限制并取得好的优化效果的遗传算法,很好地满足了动态矩阵控制理论和实现上的要求。论文提出了将遗传算法应用在有约束的多变量的动态矩阵控制算法的实现上,简要地描述了实现的步骤。由于遗传算法需要一定的优化时间,此方法主要应用在高层优化控制。   此软件在设计的时候就考虑到了算法的改进和后续控制算法的添加,已经开发出了有约束的单变量动态矩阵控制算法,并在实验室进行了简单测试。
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