灰色预测控制在主汽温对象控制中的应用

摘要

针对电厂过热汽温系统的大惯性、大滞后和参数时变等特性,以及以往的模型算法控制和Smith预测控制等预测控制方法在模型失配中的不足,使用灰色理论与原来的预测控制算法相结合,在反馈通道上增加灰色预测模块,对反馈量进行多步超前灰色预测,建立灰色预测控制系统,起到超前调节和控制的目的。并使用灰色预测控制方法分别与传统的模型算法控制和Smith-PID预测控制方法进行仿真实验对比,两次仿真实验均表明,灰色预测控制方法相较原预测控制方法可以更为有效的克服惯性、时滞、参数时变对系统的不利影响,达到良好的控制效果。

目录

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第一章 引言

1.1 预测控制及其发展现状

1.2 灰色预测控制及其发展

1.3 电厂锅炉主蒸汽温度控制的意义

1.4 本文的内容安排

第二章 灰色预测控制

2.1 灰色理论简介

2.1.1 灰色系统与灰色预测

2.1.2 灰色生成序列

2.2 GM(1,1)模型

2.2.1 累加生成

2.2.2 建模

2.2.3 求参

2.2.4 得到预测序列

第三章 灰色预测模型控制

3.1 模型算法控制

3.1.1 模型算法控制引言

3.1.2 单步模型算法控制

3.1.3 多步模型算法控制

3.1.4 增量型模型算法控制

3.2 灰色多步误差预测校正模型算法控制

3.2.1 灰色多步误差预测

3.2.2 单步和多步误差预测的切换与系统特性

3.2.3 灰色模型维数与系统特性

3.3 仿真研究

3.3.1 仿真对象

3.3.2 仿真实验

3.4 本章小结

第四章 灰色预测Smith自适应控制

4.1 Smith-PID预测控制

4.1.1 Smith预测控制的时延补偿原理

4.1.2 PID控制器设计

4.2 Adaline网络的结构

4.3 LMS算法分析

4.3.1 基于梯度下降法的LMS算法

4.3.2 LMS算法的收敛性分析

4.4 使用Adaline网络辨识对象增益和时滞

4.5 反馈量的灰色预测

4.6 灰色Smith-PID预测仿真研究

4.6.1 控制结构框图

4.6.2 对象描述

4.6.3 仿真试验

4.7 本章小结

第五章 总结

参考文献

致谢

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