基于預(yù)測控制優(yōu)化的PI-PD控制研究.pdf

1、比例-積分-微分(PID)控制器是自動(dòng)控制中最為經(jīng)典的一種控制器，由于其結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)方便以及適應(yīng)性強(qiáng)等原因，在工業(yè)過程控制中一直處于主導(dǎo)地位。然而，對(duì)于復(fù)雜、不確定以及大時(shí)滯的過程，PID控制器難以滿足其性能的要求。與PID控制器相比，比例積分-比例微分（PI-PD）控制器能夠改善控制性能。但是由于PI-PD控制器的參數(shù)調(diào)節(jié)比PID控制器的困難，這導(dǎo)致PI-PD控制器的應(yīng)用范圍受到了很大的限制。
　　預(yù)測控制(MPC)是一種基于

2、模型的計(jì)算機(jī)控制算法，在石油化工行業(yè)應(yīng)用廣泛。一方面是因?yàn)轭A(yù)測控制對(duì)模型精度的要求不高。另一方面是因?yàn)轭A(yù)測控制擁有優(yōu)良的跟蹤性能以及很強(qiáng)的魯棒性。然而，使用MPC控制的代價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于PID控制，這導(dǎo)致了MPC應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如PID控制那么范圍廣。如果能設(shè)計(jì)一種新的控制器，不僅帶有預(yù)測控制的優(yōu)良性能同時(shí)兼顧PI-PD控制器結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，將更有利生產(chǎn)效率的提高。
　　本文主要做了兩個(gè)方面的研究工作：第一個(gè)方面是：使用傳統(tǒng)的預(yù)測控制算法優(yōu)化

3、PI-PD控制器的參數(shù)。通過結(jié)合傳統(tǒng)的預(yù)測控制和PI-PD控制，得到了一種帶有預(yù)測控制性能的PI-PD控制器。該控制器繼承了傳統(tǒng)預(yù)測控制的優(yōu)點(diǎn)和PI-PD控制器的簡單結(jié)構(gòu)特性，并通過對(duì)實(shí)際工業(yè)過程對(duì)象的仿真說明了這種新的控制器比傳統(tǒng)的PID控制器、傳統(tǒng)的PI-PD控制器更具優(yōu)越性。第二個(gè)方面是：使用擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)空間模型預(yù)測控制的方法來優(yōu)化PI-PD控制器的參數(shù)。通過此種方法優(yōu)化得到的PI-PD控制器的性能將會(huì)比基于傳統(tǒng)預(yù)測控制優(yōu)化的PID方