Control 版 (精华区)

发信人: balance (靖哥哥·凉风有信), 信区: Control
标  题: 未卜先知
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年07月06日07:31:18 星期六), 站内信件

    预测控制是近年来发展起来的一类新型的计算机控制算法。由于它采用多步测试、
滚动优化和反馈校正等控制策略，因而控制效果好，适用于控制不易建立精确数字模型
且比较复杂的工业生产过程，所以它一出现就受到国内外工程界的重视，并已在石油、
化工、电力、冶金、机械等工业部门的控制系统得到了成功的应用。
　　工业生产的过程是复杂的，我们建立起来的模型也是不完善的。就是理论非常复杂
的现代控制理论，其控制的效果也往往不尽人意，甚至在一些方面还不及传统的PID控制
。70年代，人们除了加强对生产过程的建模、系统辨识、自适应控制等方面的研究外，
开始打破传统的控制思想的观念，试图面向工业开发出一种对各种模型要求低、在线计
算方便、控制综合效果好的新型算法。这样的背景下，预测控制的一种，也就是模型算
法控制（MAC-Model Algorithmic Control）首先在法国的工业控制中得到应用。因此预
测控制不是某一种统一理论的产物，而是工业实践中逐渐发展起来的。同时，计算机技
术的发展也为算法的实现提供了物质基础。
　　现在比较流行的算法包括有：模型算法控制（MAC）；动态矩阵控制（DMC）；广义
预测控制（GPC）；广义预测极点（GPP）控制；内模控制（IMC）；推理控制（IC）等等
。
　　下面以模型算法控制为例子来说明预测控制的基本原理。
预测控制原理图
　　模型算法（MAC）控制主要包括内部模型、反馈校正、滚动优化和参数输入轨迹等几
个部分。它采用基于脉冲相应的非参数模型作为内部模型，用过去和未来的输入输出状
态，根据内部模型，预测系统未来的输出状态。经过用模型输出误差进行反馈校正以后
，再与参考轨迹进行比较，应用二次型性能指标进行滚动、优化，然后再计算当前时刻
加于系统的控制，完成整个动作循环。
　　预测控制的基本特征，包括有建立预测模型方便；采用滚动优化策略；采用模型误
差反馈校正。这几个特征反映了预测控制的本质，也正是这个控制算法和其他算法的不
同之处。
　　预测控制伴随着工业的发展而来，所以，预测控制与工业生产有着紧密的结合，火
电厂钢球磨煤机是一个多变量、大滞后、强耦合的控制对象，其数学模型很难准确建立
。而目前国内火电厂所装设的控制器大部分是PID控制器。由于系统各变量耦合严重，P
ID控制器很难适应，致使钢球磨煤机不能投入自动运行。用8051单片机加上A/D8路接口
及其接口电路，再加上控制键和显示器，组成了预测控制器。在采用了MAC算法之后，就
能够弥补PID控制器的不足。
　　由于预测控制具有适应复杂生产过程控制的特点，所以预测控制具有强大的生命力
。可以预言，随着预测控制在理论和应用两方面的不断发展和完善，它必将在工业生产
过程中发挥出越来越大的作用，展现出广阔的应用的前景。
　


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将来我回来，每天都要牵着你的手。
这里去，那里去，坐也牵着手，走也牵着手。
吃饭牵着手，洗澡牵着手，连睡觉也要牵着手
——我要牵着你的手，一直到我们七老八十，牵到我没力为止。

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