预测控制是一种新型的控制算法之一。经典的PID控制方法简单方便,但是精度不高。近年来发展的自适应、自校正方法精度高,但其本质要求在线辨识对象模型,对过程的未建模动态和扰动的适应能力差,鲁棒性不好。预测控制方法集PID和自适应方法二者之长,是一种面向工业过程特点、对模型要求低、在线计算方便、控制精度高的算法。数字计算机向小型、高速、大容量、低成本方向的发展,为预测控制这类新算法的实现提供了物质基础。 本文以PCT—Ⅲ型过程控制系统装置为平台,将预测控制算法运用到实际系统中去,该装置分为水位系统和温度系统。本文是将多步预测控制算法运用到温度系统。应用控制软件采用北京亚控公司的组态王软件(KingView),它界面设计能力强,也可以简单编程,但计算能力差,不能进行矩阵计算。而在温度多步预测控制中,计算量大,编程复杂,因此引入Matlab软件解决计算和编程,要解决的问题是MATLAB和组态王的数据交换,采用动态数据交换技术(DDE)。 预测控制算法有多种,本文采用的是动态矩阵控制方法(DMC)。DMC建立预测模型方便,通过简单的阶跃实验得到描述过程动态行为的预测模型,不需要深入了解过程的内部机理。DMC采用滚动优化策略,优化过程不是一次离线进行,而是在线反复进行优化计算、滚动实施,使模型失配、时变、干扰等引起的不确定性能及时得到弥补。DMC另一个比较突出的特点是采用模型误差反馈校正,把检测出的实际输出与模型输出之间的误差进行反馈校正,使滚动优化建立在预测模型输出误差反馈校正的基础上,提高了系统控制精度和鲁棒性。 论文主要由PCT-Ⅲ型系统、软件组态王、预测控制、MATLAB的DDE通讯、基于MATLAB和组态王的温度多步在线预测控制五个部分组成。论文第五部分将上述的一些理论与应用串接起来组成一个整体来说明整个实验过程,包括预测模型的建立、组态王界面的制作、组态王和MATLAB的混合编程及实验结果。 本论文研究了预测控制理论,利用组态王软件和MATLAB软件及它们