动态矩阵控制算法在工业电加热炉温度控制中的应用.pdfVIP

日廑旦塞 旦 仪器仪表用户 doi：10．3969／j．issn．1671—1041．2011．O1．010 动态矩阵控制算法在工业电加热炉温度控制中的应用 何同祥，韩宁青，常保春 (华北电力大学控制理论与控制工程学院，保定071003) 摘要：本文首先介绍了动态矩阵控制算法原理，进而将动态矩阵控制算法应用到工业电加热炉的温度控制中，研究表明动态 矩阵控制相对于传统的PID控制和进行Smith预估补偿的PID控制，可获得更加满意的控制效果，动态矩阵控制能够很好 的克服对象的大滞后特性，有效提高控制品质，是一种值得推广的过程控制方法。 关键词：动态矩阵控制；电加热炉 ；温度控制 中图分类号：TP273 文献标志码 ：A Application ofDM C algorithm inthetemperaturecontrolsystem ofindustrialelectricheater HE Tong—xiang，HAN Ning—qing，CHANG Bao—chun (SchoolofControlScienceandEngineering，NoahChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China) Abstract：ThispaperfirstlyintroducestheprincipleofDMC algorithm，andthenappliedtheDMC algorithm tothetemper- aturecontrolsystem ofindustrialelectricheater．TheresultsconfirmedthatDMC algorithm canobtainamoresatisfactory controlperformance，comparedwiththetraditionalPID controlandSmithcompensatedPID controlsystem．DMC algo- mhm canlargelyovercomethetimedelaycharacteristicsofthesystem ．effectivelyimprovethecontrolquality．isawor- thypromotingmethodofprocesscontro1． Keywords：DMC；electricheater；temperaturecontrol 0 引言 a，a，a 一，a，、这些采样值称为动态系数。其 中N是 电加热炉的炉温动态特性具有非线性、大滞后、 阶跃响应的截断点，称为模型时域长度。N的选择应 大惯性、升温单向性等特点，采用常规的单回路PID 使a(iN)接近其稳态值a 。根据线性系统的比例 控制效果往往难以达到要求。虽然采用 Smith预估 和叠加性质，利用阶跃响应的动态系数和给定的输入 补偿算法可以提高控制精度，但是这些算法是建立在 控制增量可得预测模型方程 ]： 获得精确的对象模型基础上的，在实际应用时很难得 (k+1)=Yo(k+1)+AAU(k)： 到对象的精确模型，因此控制效果不是很理想u J。 4。U(k一1)+AAU() (1) 动态矩阵控制(DMC)是近年来在工业过程控制领域 式中，rm(k+1)=[Y (k+l／k)，Y (k+2／k)， 中得到广泛重视和应用的一类预测控制算法，它能直 … ，Y (+P／)] 接处理带有纯滞后的对象，对大惯性有较强的适应能 Yo(+1)=[Yo(k+l／k)，Yo(k+2／k)，…， 力，从而有良好的跟踪性能和较强的鲁棒性 。本文研 Y(k+P／)] 究动态矩阵控制算法在工业