三容水箱液位控制的無模型預測控制的研究.pdf

1、隨著遺傳算法、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、無模型控制等新技術的發(fā)展和應用，對于實際工業(yè)過程多為非線性系統(tǒng)的特殊性，如何有效地采用各種信息處理手段，應用人工智能等新技術來建立高精度的信息預測模型，成為控制工程界研究的一個熱點。
　　無模型控制不需要建立被控對象的數(shù)學模型，它只是依據(jù)功能組合的思想或功能模塊組合的思想，以被控對象對控制器的性能要求為導向，把系統(tǒng)辨識與控制參數(shù)的設計相結合，抗干擾能力強。預測控制的優(yōu)點是在線滾動優(yōu)化，利用系統(tǒng)

2、實測輸出與預測模型輸出之間的誤差來反饋校正模型參數(shù)，魯棒性強。無模型控制和預測控制相結合不僅可以解決被控對象對模型過度依賴的問題，還可以實時優(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)場的多種典型的代表之一。首先，本文將預測控制、神經(jīng)網(wǎng)絡和無模型控制相結合，提出和推導了無模型控制律與預測控制相結合的無模型預測控制算法，發(fā)揮了各自的優(yōu)點，克服各自的缺點。其次，由于在無

3、模型預測控制律中，模型特征向量是比較重要的參數(shù)，它具有時變性和非線性特征，利用神經(jīng)網(wǎng)絡模型來實現(xiàn)它的預測值的求取。仿真實例證明，采用神經(jīng)網(wǎng)絡對模型特征向量進行求解的無模型預測的跟蹤性能良好，抗干擾能力增強。最后，借助實驗系統(tǒng)的軟硬件設施，利用封裝的無模型控制器和無模型預測控制器分別對三容水箱系統(tǒng)模型進行仿真研究，在此過程中，利用OPC toolbox實現(xiàn)Matlab和MCGS之間的實時通訊，并將無模型預測控制用于水箱液位的實際控制中，控