工业过程多变量时滞系统预测函数控制.pdfVIP

第 lO期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 No．1O 2012年 10月 M odularM achineTool＆ AutomaticM anufacturingTechnique oct．2012 文章编号 ：1001—2265(2012)1O一0055—04 工业过程多变量时滞系统的预测函数控制 周 磊 ，黄家才 ，徐庆宏 (南京工程学院 自动化学院，南京 211167) 摘要 ：为提高工业过程 中多变量、时滞和强耦合系统的动态特性和耦合能力，文章将预测函数控制与 解耦控制相结合，给 出了一种新的多变量时滞系统预测函数控制算法。该法首先给 出了解耦控制算 法，通过对解耦后的对象幅频和相频特性分析 ，获得对 象的一阶加纯滞后模型 ；然后根据预测函数控 制原理对解耦后的多个单变量时滞对象设计控制器；最后仿真结果表 明，该控制方法具有在线计算 量小、跟踪快速和精度高等特点，能够实现复杂多变量系统的更有效控制。 关键词 ：多变量；时滞 ；解耦控制；预测函数控制 中图分类号 ：TP273 文献标识码：A PredictiveFunctionalControlforM ultivariableSystemswithTime-delayinIndustrialProcess ZHOULei，HUANGJia—cai，XUQing—hong (Schoolofautomation，Nanjinginstituteoftechnology，Nanjing211167，China) Abstract：To improvethedynamiccharacteristicsandthecouplingcapability，anew predictivefunction— alcontrolalgorithm isproposedforsrtongcoupling multivariablesystem swith time—delay in industrial process，whichcombinespredictivefunctionalconrtolanddecouplingcontro1．Firstly，adecouplingcon— trolalgorithm isproposed，inwhichfirst—ordermodelswiht time-delayareestablishedbyanalyzingthe amplitude-rfequencyandphase-rfequencycharacteristicsofthedecoupledsubject．Thenacontrolleris designedofrhtesingle—variablesubjectsafterdecouplingbasedontheprinciplesofpredictivefunctional conrto1．Thesimulationresultsshow thatthisproposedalgorithm haslessonlinecomputationtime，faster tracking，andhighercontrolaccuracy．Itcanprovideamoreeffectivecontrolforcomplex multivariable systems． Keywords：multivariable；time—delay；decouplingconrtol；predictivefunctionalconrtol 量小等特点。 目前应用较多的是针对单输入单输 出 0 引言 系统 的单变量预测函数控制算法 ，其算法较为成熟 ， 为了把预测控制有效地应用于工业过程控制系 而对于具有多个输入多个输出的多变量系统的控制 统 ，20世纪 80年代 由Richalet等人提出的一种新型