典型过程装置的预测控制策略及应用研究

浙江工业大学硕士学位论文典型过程装置的预测控制策略及应用研究姓名：李俊红申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：杨马英20050401典型过程装置的预测控制策略及应用研究作者：李俊红学位授予单位：浙江工业大学相似文献(10条)1.学位论文许亚岚现场总线下的先进控制2005先进控制是工业界挖潜增效的主要手段，如何在DCS中发挥出先进控制的最佳性能，如何在新兴的FCS中进行先进控制，这些都是当前需要研究探讨的问题。本文以精馏过程和实验室加热炉温度控制系统为对象，采用不同的控制结构，观察控制效果的变化，得到精馏过程先进控制的最优控制结构，并总结出预测控制-常规控制分层控制结构的设计原则。同时，针对预测-PI双层控制结构下含有PID回路的广义对象，提出了一种PID广义对象的自适应状态反馈预测控制算法。通过大量实验，说明此算法可以有效的跟踪广义对象PID参数变化，达到较好的控制效果。另外，通过详细对比FCS与DCS，总结了FCS下实施先进控制的方法。2.期刊论文张果.张云生现场总线系统分布式智能预测控制的实现-控制与决策2004,19(8)对于采用现场总线系统控制的复杂对象,应用智能预测控制的方式对其进行分布式控制,将现场总线的特点与智能预测控制方法相结合,使各子系统之间的参数以及控制动作协调一致,以实现对整个系统的优化控制.提出了在现场总线系统中构建该方法的步骤,并给出了一个采用该控制方法获得较好控制效果的具体实例.3.学位论文娄海川非线性系统神经网络预测控制算法及应用研究2009神经网络由于具有逼近任意非线性函数的能力，使得其在非线性系统的预测控制中受到日益广泛的重视，取得了许多成果。本学位论文在前人研究的基础上，对非线性系统的神经网络预测控制算法进行了较为深入的研究，取得了系列研究成果，已发表和待发表学术论文五篇，其中四篇论文已被EI收录。本文的主要研究工作概括如下：br　　(1)系统地分析了非线性系统神经网络预测控制系统中的模型选取、控制器优化、控制系统结构设计方法以及收敛性理论等研究现状，分析了非线性系统神经网络预测控制算法存在的问题和今后的研究方向。br　　(2)讨论了RBF神经网络的批处理学习算法和在线学习算法。分别对这两类典型算法进行了理论分析和仿真研究，为本文预测建模学习算法的选择提供了理论依据。br　　(3)提出了一种基于动态搜索区间的黄金分割数值优化方法，分析了黄金分割法的收敛性。与基于神经网络求解优化控制的算法相比，具有较好的控制性能。br　　(4)基于最优保留自适应遗传算法(EPAGA)，提出了一种新的RBF神经网络预测优化控制算法。该算法综合了最优保留和自适应的思想，使优化控制器具有快速性、全局收敛性的的优点，仿真结果证明了其具有很好的优化控制性能。br　　(5)综合动态矩阵优化控制与神经网络建模思想，提出了一种基于RBF神经网络的改进型动态矩阵控制算法，实现了对一类非线性时变系统CSTR模型的控制，仿真表明控制效果好。br　　(6)以实验室非线性三容水箱液位为被控对象，开发了现场总线控制系统软硬件实验平台，并将本文提出的RBF神经网络动态矩阵控制算法应用到该实验平台中。实验结果表明，与动态矩阵控制算法相比较，所提出的RBF神经网络动态矩阵控制算法取得了更为满意的控制效果，证明了其在工业控制工程中应用的可行性，具有良好的工程应用推广价值。4.会议论文邹涛.齐臣坤.乐艳.李少远多变量预测控制及其在锅炉系统中的应用2003研究多变量预测控制的实现问题,建立了基于DeviceNet现场总线的多变量预测控制系统.该系统为上下两层结构,上层为计算机,负责多变量预测控制算法的运算;下层为控制器SLC500,负责采集数据和控制量的输出.将该控制结构应用于锅炉系统,实验结果表明了该系统的有效性.5.学位论文郭新宇LF控制系统的研究与设计1999短流程是炼钢流程发展趋势之一,以超高功率电弧炉(UHP-EAF)--钢包精炼炉(LF)-连铸机(CC)为组合的短流模式在中国应用得较为广泛.LF在这个流程中起到了比之于长流程中更重要的作用.该文通过对短流程工艺特点和短流程中LF工艺作用的研究,详细论述了LF控制系统的需求分析、设计原则,并在此基础上对LF控制系统的各个部分进行了概念性设计.在概念设计中,通过对系统控制结构的分析作出了应对系统进行集成控制的结论.论述了采用分布式结构的必要性和优越性.通过对现场总线的特点的分析,提出了分布式控制系统应用现场总线提供支撑的结论.给出了钢液成分精细控制的模型,以及控制系统各部分的设计框架.6.期刊论文王晓芳.滕少龙基于EPA的控制工程实验及研究平台开发-工业控制计算机2007,20(5)现场总线控制是过程控制工业的前沿技术.提出了一种基于EPA现场总线的综合自动化实验控制系统,介绍了分布式控制系统的结构和所开发的实验.该系统有助于学生掌握具体的控制工程知识,了解工控行业的先进技术现场总线,在实现常规控制实验的基础上,通过本文设计的分布式控制系统,进行了先进控制的研究,开发了基于动态矩阵的预测控制软件包,在实际水槽系统进行液位控制的运行结果证明了该算法的有效性.7.学位论文邵咏亮先进控制技术及其在展览温室内环境控制中的应用研究2008随着控制理论的不断发展，先进控制技术逐渐在复杂、高要求的工业生产过程中得到了越来越广泛的应用。温室是一种为植物生长创造适宜环境的设施，是一个半独立于自然界的半封闭式人工生态系统。在展览温室中，温度、水分、光照、土壤、空气等变量是相互关联、相互制约的，共同影响着植物的生长和发育。通过计算机控制系统，并结合先进控制方法，可以给展览温室内的植物提供一个最适宜的环境条件，更好地实现植物园休闲与科普的功能。本文针对目前展览温室内环境控制的难点和要求，进行了先进控制及其综合自动化系统的研究工作，主要内容如下：(1)改进的模糊自适应PID和单神经元自适应PID的应用研究。温室环境复杂多变，扰动量多，这些都将导致温室对象模型参数的改变。自适应PID根据对象特性变化自动调整PID参数，实现对变量的有效控制。(2)预测函数控制和基于PSO的预测控制算法研究与改进。预测控制利用历史信息，对目标函数进行在线优化，并根据实际输出修正或补偿预测模型。应用研究表明，上述先进控制算法有效地解决了温室内环境控制中的复杂特性，达到预期目标。(3)展览温室综合自动化系统的提出。该系统采用基于现场总线的三层递阶结构，通过信息的集成与分析，它不仅完成对各参数的有效控制，而且在运行过程中达到整体优化，实现管控一体化的功能。8.学位论文撒继铭预测控制在工业窑炉温度控制中的应用研究2001论文以玻璃池炉为例研究了预测控制算法在工业窑炉温度控制中的应用,介绍了目前工业窑炉温度控制的智能控制算法研究与发展,同时简单分析了预测控制算法的基本理论及其优势.在此基础上,通过对玻璃池炉实物的分析研究,建立了预测模型,讨论了一种适合工业窑炉温度控制的具有响应速度快、鲁棒性强的预测控制算法——动态矩阵控制(DMC).该文还对玻璃池炉的DMC-PID串级控制进行了初步探讨,该方法在不同层次上采用不同采样周期分别满足优化计算和抗干扰的需要,内环用PID控制算法,外环用DMC控制,兼具串级的结构之优和预测控制的性能之优.论文在理论研究的基础上,进行了控制系统的硬件设计和软件设计.控制系统采用基于现场总线的结构形式,上位机监控软件采用VisualC++编写,具有友好的人机界面.通过仿真研究,对各种情况的闭环系统输出曲线和控制量变化曲线分析比较可知:DMC算法确实能带来较理想的控制性能.这种基于预测控制的窑炉控制方法一旦得到广泛应用,将大幅度提高生产效率和产品质量.9.期刊论文朱学莉.齐维贵.吕丽.ZhuXueli.QiWeigui.LüLi应用LonWorks技术设计热力站自动控制装置-暖通空调2005,35(3)应用现场总线技术给出了热网现场总线控制系统(FCS)的开发方案.对LonWorks网络上的智能节点,即热力站自动控制装置进行了规划,设计了模入模出、开入开出、显示I/O接口等硬件电路,并用NeuronC语言完成了实现LON节点功能的程序设计.10.学位论文张晓静应用FF现场总线实现玻璃窑炉先进控制的研究2008本课题选取青岛光华玻璃厂马蹄焰玻璃窑炉作为研究对象，设计了基于FF现场总线技术的自动控制系统。重点针对玻璃窑炉温度参数滞后大，反应慢的特点，研究开发了基于OPC(OLEforProcessControl)技术的监控软件系统，进而为在FF现场总线系统中实现先进控制算法提供了可行性。论文主要完成了以下几个方面的工作：本文从研究现场总线的标准和发展入手，在深入了解马蹄焰玻璃窑炉生产工艺的基础上，合理选择先进控制策略，并以FF现场总线和预测控制相结合做为课题的主要研究内容。由此提出基于OPC技术的控制软件设计构想，为构建基于FF现场总线过程控制系统软件平台奠定了相应的技术支撑。论文详细阐述基于FF现场总线技术的马蹄焰玻璃窑炉控制系统的设计方案，并以玻璃窑炉窑压控制为例介绍FF现场总线技术的应用特点。在深入分析预测函数控制的基本原理、变遗忘因子最小二乘法的参数辨识方法基础上，重点实现了玻璃窑炉温度系统的建模与仿真，从而分析了先进控制的优越性。通过对OPC数据存取规范的研究，给出应用VB开发设计OPC实时监控系统的设计方案。同时针对可视化界面与进行大量数据处理相结合的难题，提出了VB与Matlab混合编程的设计方法。最后，总结全文，提出若干有待进一步深入研究和探索的问题。引证文献(1条)1.周以琳.张文霞.袁健Matlab环境下基于OPC技术实现动态矩阵控制[期刊论文]-青岛科技大学学报（自然科学版）2006(4)本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：d9e2a883-c45f-4181-87df-9de2009ee195下载时间：2010年8月30日