二阶水箱液位预测控制.docx

摘要:在工业生产管理中液位是一个非常重要的数据，有时，液位的监控会对产品的质量造成直接影响。三容水箱液位控制系统为人们进行一些液位等相关研究提供了实验装置，因为它所具有的非线性、时滞等特点都是与实际生产相一致的。实际生产中一般都是利用传统PID实现液位控制的，但是无法进行高效控制。所以本文把预测控制中的动态矩阵控制运用于三容水箱液位系统中的二阶系统，因为二阶系统不是特别简单也不会特别复杂。动态矩阵控制在预测控制中是一种对模型要求低，方便在线实时优化的算法。通过MATLAB仿真研究，证明动态矩阵控制在某些方面上要比传统PID要好。动态矩阵控制输出没有静态误差，调节时间很快，鲁棒性较强，几乎没有超调。

关键词：液位控制；预测控制；动态矩阵控制

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题背景-1

1.2研究现状-1

1.3预测控制简介-2

1.3.1预测控制的基本架构-2

1.3.2预测控制的分类-3

1.3.3预测控制的发展方向-4

1.4本文的主要工作-5

2 动态矩阵控制-6

2.1预测模型的建立-6

2.2滚动优化-7

2.3反馈校正-8

2.4 DMC算法在线计算流程图-10

3 二阶水箱液位控制的仿真研究-12

3.1二阶水箱液位控制系统-12

3.1.1 PCS-C型三容水箱结构概述-12

3.1.2二阶系统的基本原理-12

3.2 PID控制-13

3.3二阶水箱液位系统的数学模型-14

3.4 PID和DMC的仿真验证-16

3.4.1 PID控制仿真-16

3.4.2 DMC仿真-19

3.4.3仿真结果分析-20

结    论-21

参 考 文 献-22

附录A 仿真程序-23

致    谢-24