| 【中文题名】 | 多变量预测函数控制及应用研究 |
| 【英文题名】 | Research and Application of Multivariable Predictive Functional Control |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-12 |
| 【中关键词】 | 多变量预测函数控制,稳定性,鲁棒性,注塑机料筒温度控制,, |
| 【英关键词】 | multivariable predictive functional control,stability,robustness,charging barrel temperature control for plastic injection molding machine, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>自动控制理论>> |
| 【论文摘要】 |
模型预测控制(MPC)是一类计算机控制算法，它通过预测系统未来的行为，对目标函数进行滚动优化和模型误差补偿，得到系统当前及未来时刻的控制量。其结合了工业生产的实际要求，具有控制效果好，鲁棒性强等优点。而预测函数控制(PFC)是在模型预测控制原理的基础上提出的，并且将控制规律进行了结构化设计。该控制算法认为控制输入是事先选定的基函数的线性组合，因此具有控制规律明确，在线计算量小，动态跟踪效果好等优点。本文在前人研究工作的基础上，从实际出发，对预测函数控制的若干问题进行了较为深入的研究，其中包括：
(1)综述了模型预测控制技术和预测函数控制技术的基本原理、发展现状，以及其商业化软件产品。
(2)针对2输入／2输出一阶加纯滞后系统，提出了一种多变量预测函数控制算法。通过滚动优化目标函数，得到控制量的显式解析表达式。采用内模原理分析了该多变量预测函数控制系统的稳定性和鲁棒性。最后通过计算机仿真和物理实验，证明了该控制算法的有效性。
(3)针对3输入／3输出一阶加纯滞后系统，提出了一种多变量预测函数控制算法，并将该算法推广到n输入／m输出系统。采用Smith预估思想，推导得到控制量的显... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-7 |
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目录 |
7-9 |
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第一章 绪论 |
9-22 |
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1.1 引言 |
9-10 |
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1.2 模型预测控制的基本原理 |
10-14 |
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1.2.1 预测模型 |
11-12 |
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1.2.2 滚动优化 |
12-13 |
|
1.2.3 反馈校正 |
13-14 |
|
1.3 模型预测控制的工程应用及商业化软件 |
14-16 |
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1.4 预测函数控制的基本原理与基本特征 |
16-19 |
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1.4.1 基函数与预测模型 |
16-17 |
|
1.4.2 误差预测及补偿 |
17 |
|
1.4.3 参考轨迹 |
17-18 |
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1.4.4 滚动优化 |
18-19 |
|
1.5 预测函数控制的研究现状及工业应用 |
19-20 |
|
1.6 本文主要研究内容 |
20-22 |
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第二章 一种基于2输入/2输出一阶加纯滞后系统的多变量预测函数控制 |
22-40 |
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2.1 引言 |
22-23 |
|
2.2 多变量预测函数控制算法 |
23-27 |
|
2.3 稳定性和鲁棒性分析 |
27-32 |
|
2.3.1 内模控制(IMC)结构 |
27-28 |
|
2.3.2 2输入/2输出预测函数控制的IMC结构 |
28-31 |
|
2.3.3 稳定性分析 |
31 |
|
2.3.4 鲁棒性分析 |
31-32 |
|
2.4 仿真与实验 |
32-38 |
|
2.4.1 仿真对象 |
32-33 |
|
2.4.2 仿真参数 |
33 |
|
2.4.3 仿真效果 |
33-36 |
|
2.4.4 实验结果 |
36-38 |
|
2.5 小结 |
38-40 |
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第三章 一种基于一阶加纯滞后传递函数模型的多变量预测函数控制 |
40-51 |
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3.1 引言 |
40 |
|
3.2 多变量预测函数控制算法 |
40-45 |
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3.3 仿真验证 |
45-50 |
|
3.3.1 仿真对象 |
45-46 |
|
3.3.2 仿真参数 |
46 |
|
3.3.3 仿真过程 |
46-50 |
|
3.4 结论 |
50-51 |
|
第四章 预测函数控制技术的应用 |
51-63 |
|
4.1 引言 |
51-52 |
|
4.2 工艺原理 |
52-53 |
|
4.3 料筒温度对象的建模 |
53-56 |
|
4.3.1 料筒温度对象的数学模型 |
53-55 |
|
4.3.2 模型参数辨识方法 |
55-56 |
|
4.4 料筒温度的预测函数控制算法设计 |
56-58 |
|
4.5 先进控制 |
58-59 |
|
4.6 应用 |
59-62 |
|
4.7 结论 |
62-63 |
|
第五章 总结与展望 |
63-65 |
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5.1 研究工作总结 |
63-64 |
|
5.2 研究工作展望 |
64-65 |
|
参考文献 |
65-70 |
|
致谢 |
70-71 |
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作者简介 |
71 |
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作者在攻读硕士学位期间录用的论文 |
71 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389189 |
