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摘要

估计控制是一个基于模型优异控制技术，亦称模型估计控制，它是20世纪70年代中后期，在欧美工业领域内出现一类新型计算机控制算法。80年代，模型估计控制技术以其独特优点和特征引发了西方学者广泛重视，众多学者从不一样理论角度，利用多种数学手段对其进行深入研究和分析，使得模型估计控制逐步发展成为优异控制技术中相对独立一个分支。模型估计控制是一个有效优化控制策略，它填补了现代控制理论处理复杂对象控制问题时所无法避免不足之处。多年来伴随智能控制、PID控制、小波控制、鲁棒控制、混杂系统控制等理论研究领域不停进步，估计控制理论得到了快速完善和发展。

动态矩阵控制DMC是20世纪80年代产生一个新型计算机控制方法，是估计控制中最含有代表性算法之一。它一出现就受到了中国外控制理论界和工业界重视，成为研究领域最为活跃一个估计控制算法。

首先对工业控制中广泛利用PID控制算法进行了介绍，而且对改善型PID进行了仿真研究。叙述了神经网络PID算法控制原理，经过仿真研究，对比分析了传统PID和神经网络PID控制特征，并指出它们各自优缺点和适用情况。

然后介绍了串级控制系统，提出估计PID串级控制系统，而且经过数

字仿真说明了DMC-PID串级控制在改善系统性能上优越性。

最终对控制算法进行了实现研究。简明介绍了试验平台硬件系统和软件系统。用图形化编程语言LabVIEW进行编程，分别对上位箱和下位箱液位进行了试验。经过对PID和DMC控制算法试验比较，指出了各自优缺点，得到了估计控制在工业控制优越性和可行性。

关键词估计控制；PID；网络控制；串级控制；虚拟仪器；LabVIEW

Abstract

Predictivecontrolisakindofadvancedcontroltechnologiesthatisbasedonthemodelofplants,soitisalsocalledmodelpredictivecontrol.ItisanovelcomputercontrolalgorithmfirstappearedinindustrialareainEuropeandAmericain1970s.In1980s,modelpredictivecontrolreceivedextensiveattentionofthewesternresearchersforitsdistinctmeritsandfeaturesandithasbeendeeplystudiedfromdifferentaspectswithmanymathematicmethods.Intherecentyears,withthedevelopmentofmanykindsofthecontroltheory,suchasintelligentcontrol,PID(proportion,integralanddifferential)control,wavelettheory,robustcontrol,andhybridsystemcontroletc,thetheoryofmodelpredictivecontrolhasalsoobtainedrapiddevelopment.Moreover,the

theoryresearchesandcorrespondingapplicationreportsofmodelpredictivecontrolalsoappearedinthefieldofvariablestructurecontrol.

DynamicMatrixcontrol(DMC),whichappearedin1980s,isanewtypeofcomputercontrolmethodandoneofthemostrepresentativealgorithm.Ithasreceivedincreasingattentioninthefieldofcontrolandindustry.Basedonlotsofliterature,thispaperintroducesfundamentalprinciplesofpredictivecontrolandthenewlydevelopmentsofDMC.

Firstly,thethesismainlyresearchesPIDcontrolalgorithmwhichi