三容水箱液位控制的無(wú)模型預(yù)測(cè)控制的研究.pdf

1、隨著遺傳算法、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)模型控制等新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)于實(shí)際工業(yè)過(guò)程多為非線性系統(tǒng)的特殊性，如何有效地采用各種信息處理手段，應(yīng)用人工智能等新技術(shù)來(lái)建立高精度的信息預(yù)測(cè)模型，成為控制工程界研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
　　無(wú)模型控制不需要建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，它只是依據(jù)功能組合的思想或功能模塊組合的思想，以被控對(duì)象對(duì)控制器的性能要求為導(dǎo)向，把系統(tǒng)辨識(shí)與控制參數(shù)的設(shè)計(jì)相結(jié)合，抗干擾能力強(qiáng)。預(yù)測(cè)控制的優(yōu)點(diǎn)是在線滾動(dòng)優(yōu)化，利用系統(tǒng)

2、實(shí)測(cè)輸出與預(yù)測(cè)模型輸出之間的誤差來(lái)反饋校正模型參數(shù)，魯棒性強(qiáng)。無(wú)模型控制和預(yù)測(cè)控制相結(jié)合不僅可以解決被控對(duì)象對(duì)模型過(guò)度依賴的問(wèn)題，還可以實(shí)時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)。
　　三容水箱液位控制系統(tǒng)是模擬多容器流程系統(tǒng)的多輸入多輸出、大遲延、非線性、藕合系統(tǒng)，是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多種典型的代表之一。首先，本文將預(yù)測(cè)控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)模型控制相結(jié)合，提出和推導(dǎo)了無(wú)模型控制律與預(yù)測(cè)控制相結(jié)合的無(wú)模型預(yù)測(cè)控制算法，發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)，克服各自的缺點(diǎn)。其次，由于在無(wú)

3、模型預(yù)測(cè)控制律中，模型特征向量是比較重要的參數(shù)，它具有時(shí)變性和非線性特征，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)它的預(yù)測(cè)值的求取。仿真實(shí)例證明，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)模型特征向量進(jìn)行求解的無(wú)模型預(yù)測(cè)的跟蹤性能良好，抗干擾能力增強(qiáng)。最后，借助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)施，利用封裝的無(wú)模型控制器和無(wú)模型預(yù)測(cè)控制器分別對(duì)三容水箱系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真研究，在此過(guò)程中，利用OPC toolbox實(shí)現(xiàn)Matlab和MCGS之間的實(shí)時(shí)通訊，并將無(wú)模型預(yù)測(cè)控制用于水箱液位的實(shí)際控制中，控