本文關(guān)鍵詞：三級氣罐壓力系統(tǒng)的有約束廣義預(yù)測控制策略研究

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【摘要】：壓力容器是流程工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備。三級氣罐壓力控制系統(tǒng)由于存在大慣性、時變性和時間延遲等特性,所以是過程控制中一個難點(diǎn)。同時控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測裝置,比如閥門和儀表,都是有約束的,傳統(tǒng)的PID控制和廣義預(yù)測控制的控制精度和抗干擾能力不能滿足生產(chǎn)要求,為此本文提出了一種有約束的廣義預(yù)測控制方法來彌補(bǔ)其不足。該算法是以遞推最小二乘法對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線辨識,通過求解Diophantine方程得到壓力預(yù)測模型,然后以起作用集方法求解二次規(guī)劃問題構(gòu)成滾動優(yōu)化策略,計(jì)算最優(yōu)控制規(guī)律。 首先,根據(jù)三級氣罐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),運(yùn)用機(jī)理建模的方法建立壓力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu),并用殘差法辨識系統(tǒng)階次和漸消記憶遞推最小二乘法辨識系統(tǒng)參數(shù),通過實(shí)驗(yàn)得到系統(tǒng)時延,最終獲得系統(tǒng)的離散模型。然后,運(yùn)用本文中提出的有約束的廣義預(yù)測控制算法進(jìn)行控制,提高了系統(tǒng)的控制精度、響應(yīng)速度以及抗干擾能力。 最后,在基于ControlLogix系統(tǒng)平臺的壓力控制系統(tǒng)上驗(yàn)證了該方法的有效性。該系統(tǒng)建立在羅克韋爾公司開發(fā)的組態(tài)編程軟件平臺上,通過工業(yè)以太網(wǎng)以及OPC實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與ControlLogix系統(tǒng)的通訊,由ControlLogix系統(tǒng)采集壓力信號傳送到上位機(jī),在上位機(jī)SIMULINK中完成有約束的廣義預(yù)測控制策略計(jì)算后,將控制量傳送到ControlLogix系統(tǒng)的I/O端口,從而實(shí)現(xiàn)對壓力系統(tǒng)壓力值的實(shí)時控制。通過實(shí)驗(yàn),與其他方法運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行對比,對比結(jié)果表明系統(tǒng)控制性能明顯改善。圖30幅,表2個,參考文獻(xiàn)68篇
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH49;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1224109