啤酒發(fā)酵溫度模型預測控制集結簡化算法的研究.pdf

1、啤酒發(fā)酵過程的溫度控制系統(tǒng)由于存在大時滯、強耦合、多變量等特性，使得它的控制成為當今研究的熱點和難點。預測控制作為一類采用在線滾動優(yōu)化的控制算法，以其良好的控制性能，受到工業(yè)界和理論界的廣泛重視。在許多工業(yè)控制過程中，由于受對象的復雜特性及運行現(xiàn)場環(huán)境限制，模型預測控制需選擇較大的預測時域和控制時域，因此大大增加了控制器的計算量和控制周期時間，從而降低了控制品質。對于預測控制而言，其在線優(yōu)化策略的設計將決定其穩(wěn)定性及控制性能等問題。本文

2、由此出發(fā)，提出了模型預測控制集結簡化算法，并將其應用于啤酒發(fā)酵溫度控制中，針對集結預測控制器的控制性能問題，提出了等效集結算法，仿真效果良好。
　　本文的主要研究內容和成果有如下幾個方面:
　　(1)在了解啤酒發(fā)酵生產工藝和控制要求前提下，首先對以啤酒發(fā)酵溫度為代表的過程控制的難點進行了分析，并針對常規(guī)PID控制在處理大時滯、強耦合、多變量、不確定性對象的控制時效果不好，提出了多變量解耦控制算法的設計方法，并討論了算法穩(wěn)定性

3、，通過仿真研究說明該算法的優(yōu)缺點。
　　(2)介紹了預測控制集結算法，簡述了三種典型的集結算法，重點研究了衰減的集結算法，并分析了集結矩陣的維數、集結元素排布和衰減度與控制性能的關系，由仿真分析結果得出選取集結矩陣的一般指導原則。
　　(3)針對啤酒發(fā)酵溫度過程對象的特點，通過機理分析出模型的結構，通過試驗辨識出模型結構中的參數值，建立相互耦合的三輸入三輸出的過程對象模型。由于預測控制集結算法能很好的處理這種模型的控制，它具