动态矩阵控制

摘要： 由于LLC谐振变换器难以获得精准的数学模型并且具有复杂的非线性特点,PI等传统闭环控制器算法在该类谐振变换器中往往不能取得较好的控制性能。为了提高系统的动态响应,降低超调量,将动态矩阵控制(dynamic matrix control,DMC)策略应用到LLC谐振变换器模型上来改善系统的动态性能,根据变换器的阶跃响应输出电压值建立预测模型,并通过指标滚动优化与反馈校正来设计电压预测闭环控制器。在此基础上搭建了谐振变换器的仿真模型,结果表明DMC算法在抑制超调、提高动态响应等方面具有一定的可行性与有效性。

摘要： 为解决空间用大功率机械式斯特林制冷机系统的高精度控温问题,针对这一类具有时延特性的大时间常数温度控制系统,首先,文章提出一种基于继电模型辨识的闭环辨识方法,通过设计合理的辨识参数,采集系统的输入输出响应数据并通过最小二乘法拟合获得了系统的辨识模型,克服了传统开环辨识方法无法获得固定控温点附近辨识模型的不足;其次,基于辨识模型的阶跃响应数据建立预测模型,采用动态矩阵预测控制,通过滚动优化和反馈校正机制,对温度控制系统性能指标实现了最优控制。最后,通过搭建模型辨识及实验平台,验证了系统模型辨识的准确性可达到94%,对长波红外探测器60K控温点的控温稳定性可达到±10mK(3σ)的水平,该模型辨识与控制方法已经成功应用于多台星载红外相机的焦面制冷机控温系统并获得在轨验证。

摘要： 针对高频链矩阵变换器(HFLMC)易受不确定性因素干扰,导致输出功率波动的问题,提出一种动态矩阵控制器(DMC)优化控制方法.该方法采用预测控制方式,通过实时计算实际输出功率与预测输出功率的差值并产生控制量实现对网侧电流的控制.仿真结果表明,该方法在对复杂的耦合系统实施控制时,HFLMC的输出性能优良,相较于传统的PI控制器有更好的控制效果,系统的鲁棒性能更强.

摘要： 单组元姿控发动机低温工作爆式分解可能导致发动机失效,有必要在低温热沉中进行性能验证试验.由于滞后、模型不确定和模型时变等因素,热沉温度的精确控制相当困难.通过对动态矩阵控制(dynamic matrix control,DMC)算法进行改进,提出结合最小开度和辅助PID加热补偿控制的改进DMC控制算法.仿真结果表明,该方法能较好地解决大滞后、时变系统的温度控制,并且具有响应快,基本无过冲,控制精度高等特点.该算法在某型号发动机低温性能验收试验中得到了验证.改进的组合控制算法有效地加快了系统的动态响应并极大地改善了系统的控制性能,解决了滞后和过冲的问题,从而满足姿控发动机试验高精度环境温度控制的需求.

摘要： 针对水泥粉磨系统强耦合、大滞后、工况复杂等特点,结合工艺及生产实际,基于史密斯预估控制和动态矩阵控制相结合的算法设计一种水泥粉磨智能优化控制系统。实践证明:该智能优化控制系统能够实现水泥粉磨生产过程中多变量耦合、大滞后系统的自动控制,不仅大幅减少了操作人员工作量,还促进了生产线潜能的发挥,使生产线实现稳定品质、提高台产、降低能耗、平稳运行的技改目的。

摘要： 由于预测控制对模型的选择比较宽泛,可以选择非参数模型,如阶跃响应模型为预测模型.利用预测控制的该优点,论文基于多变量动态矩阵控制思想,建立了一种新型单元机组负荷控制系统.利用该控制系统对负荷控制进行控制仿真,将控制结果与优化的先进PID控制进行对比.对比结果表明,该控制系统负荷响应速度较快,压力波动较小,控制效果良好.

摘要： 为实现瞬态空燃比精确控制,提出基于小波网络逆系统的复合预测控制策略.利用小波网络辨识空燃比系统逆模型,实现对瞬态空燃比系统中进气量的动态前馈补偿,并将该逆系统与原系统串联构成一伪线性系统,然后结合动态矩阵控制对系统的扰动、误差等进行修正,实现对非线性、时滞、时变的瞬态空燃比系统的预测控制;最后利用瞬态工况试验数据进行仿真,并与台架试验数据进行对比,结果表明小波网络逆模型能高精度地逼近空燃比瞬态过程,结合动态矩阵控制可提高系统的鲁棒性和抗干扰能力,该复合预测控制策略能实现、也适合发动机瞬态工况空燃比的精确控制.

摘要： 针对自主研制的计算机控制三容水箱实验系统存在的数据采集精度低、可控性较差等问题,从硬件和软件两方面进行了优化设计.硬件上采用了ADuCM360芯片作为控制核心,设计采集控制板为4层电路板,并完成了相关功能的测试.软件上采用单位时间内各模块实时采样的方法,增加了采集的数据量.改变了阀门的控制策略,并进行了控制特性测试,通过MATLAB进行数据拟合,分析了阀门的可控程度.对优化后的系统采用了动态矩阵控制与比例—积分—微分(PID)控制结合(DMC-PID)串级控制算法进行仿真验证.结果表明:优化后的系统在稳定性与可控性方面均有提高.

摘要： 针对双重移相控制的双有源桥(DAB)变换器存在的电流应力和回流功率问题,建立了电流应力和回流功率的权重优化函数,其设计原则为保证电流应力抑制效果并同时减小回流功率.分析了权重因子的优化选取过程,从而获取2种工作模式下DAB变换器的内、外移相比.为了改善DAB变换器输出电压的动态响应性能,提高负载适应性和鲁棒性,提出了基于动态矩阵控制的电压预测控制方法.最后,结合StarSim实时仿真机和DSP芯片搭建了DAB变换器的半实物实验平台,实验结果验证了所提控制策略在提高DAB变换器电压动态响应性能、抑制电流应力和减小回流功率方面的有效性和正确性.

摘要： 通过对给煤量的精确控制来实现对工业炉主蒸汽压力的优化,详细介绍了动态矩阵控制的工业炉主蒸汽压力的基本原理,提出了主蒸汽压力的模型预测以及相应的控制量的滚动优化方案.

摘要： 本文给出针对积分输出的双层结构动态矩阵控制的一个解决方案.这是之前针对稳定输出的解决方案的伴随技术,但同时适合于稳定输出.在开环预测模块,采用了旋转因子,并给出开环稳态速率的预测结果.在稳态目标计算模块中,将积分输出的速率平衡方程作为软约束,同时引入速率上下界硬约束,不考虑积分输出的幅值软、硬约束.在动态控制模块,按照稳态目标计算模块给出的稳态变化速率设置一条设定值直线,以保证动态控制与稳态目标计算的一致性.仿真算例证实了该方案的有效性.

摘要： 针对一般动态矩阵控制算法不能直接用于不稳定对象这一问题,提出一种改进的动态矩阵控制设计方法.该方法先设计由内环控制器构成的反馈环节来稳定对象,再对稳定后的对象进行动态矩阵控制设计.采用现代频域法中的传递函数互质分解法设计内环控制器,并对设计的内环控制器进行抗扰性能和鲁棒性能的H2优化,优化后的内环控制器可独立地调节系统的抗扰性,也能有效地改善系统的鲁棒性.通过MATLAB仿真试验与现有方法进行比较,结果表明,本文提出的方法能明显改善系统的鲁棒性和抗扰性.

摘要： 针对传统的DMC动态矩阵控制算法不能控制含积分环节过程的特性,提出了一种改进的基于状态空间DMC方法。用预测状态空间模型表示非自衡对象的阶跃响应,根据预测输出方程和二次型指标函数得出最优控制率,并用闭环状态观测器来重构系统状态。然后通过对状态空间能控性能观性的分析证明了算法的可行性。仿真实验表明了该算法的有效性,对大滞后非自衡对象具有很好的控制效果。

摘要： 由于循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫等特点,已经在工业过程中得到大量应用.其中的协调控制系统具有大滞后、强耦合等特性,很难建立精确的数学模型,一直是该领域的控制难点和研究热点.本文针对循环流化床的协调控制问题,结合了完全分散控制和多变量集中控制的优点,考虑对象的部分耦合,提出基于动态矩阵控制(DMC)的部分分散控制设计法.达到协调的目的.将本文提到的方法应用于目前国内主流的300MW循环流化床锅炉的协调控制系统,仿真结果表明,本文的方法跟踪效果良好,而且易于工程应用.

摘要： 针对火电厂主汽温对象的时变性以及大迟延的特点,本文应用模糊-动态矩阵控制算法(Fuzzy-DMC),在原有动态矩阵控制器的基础上,引入模糊控制器.该模糊控制器用来校正实际对象与模型之间的输出偏差,有效降低了实际对象发生较大变化时模型与实际对象不匹配的影响,提高了动态矩阵控制的鲁棒性.将该方法应用到某600WM火电机组主汽温对象中进行仿真,仿真结果表明当主汽温对象发生较大变化时,系统仍能取得理想的控制效果,其性能明显优于常规PID以及动态矩阵控制器,是可行且有效的.

摘要： 针对不同的过程控制器建立起相应的OPC服务器，利用OPC toolbox将MATLAB设置为OPC客户端，从而实现了MATLAB对过程控制器的直接数据访问。利用MATLAB强大的科学运算功能和灵活的程序设计流程，编程实现先进控制算法并应用于过程控制对象。针对实验室水箱液位对象，利用该控制系统组成框架实现动态矩阵控制(DMC)控制，从而验证了这一控制系统组成方案的可行性。

摘要： 本文提出一种基于动态矩阵控制(DMC)算法预测特性的新型PID控制方法.在考虑将来的输出期望偏差罚函数最小的前提下,由DMC计算出控制变量的值.继而构造基于DMC的预估器用以预测将来时刻的系统输出.根据将来时刻的多步预测偏差,PID控制器产生当前时刻的实际控制增量.文中也给出了基于DMC的预估器及PID控制器的参数整定方法.仿真结果表明,与常规的PID控制和DMC控制相比,所提方法具有良好的控制性能,扰动抑制尤其优良.

摘要： 针对在模型预测控制中模型失配较严重时，单独使用动态矩阵控制不能满足控制需要的问题，提出了融合闭环反馈机理的多变量预测控制策略。讨论了多输入多输出系统中输入和输出的配对问题，以及控制算法中的PID控制强度问题，在动态矩阵控制的基础上引入PID反馈，利用动态矩阵控制算法的鲁棒性强及PID控制算法抗干扰性能好的优点，极大地弥补了模型失配的影响。通过对一个经典两输入两输出控制问题的仿真，表明该控制策略具有明显优于单独的DMC控制的性能。

摘要： 研究多种用于预测控制的方法,包括模型预测控制、动态矩阵控制、鲁棒预测控制以及设计和分析预测控制系统的内部模型控制.经过比较后认为模型预测控制适用于渐进稳定的线性过程,但在实施中需要注意若干问题,例如:稳态余差问题、脉冲响应系数长度N的选择等.动态矩阵控制算法比较简单,计算量少,鲁棒性较强,适用于纯滞后、开环渐进稳定的非最小相位系统.

摘要： 针对纯碱煅烧过程的时变、大时滞、多变量强耦合等复杂过程特性，在基于煅烧过程的经济指标MPC优化控制策略的基础上提出了针对生产工况变化动态分配湿重碱进料量的智能MPC优化控制策略。仿真结果表明，智能MPC优化控制策略可以在保证产品质量的前提下降低蒸汽消耗量，并且能够在故障诊断和炉况监视的支持下，根据各台煅烧炉的工况动态分配进碱量，实现实际生产过程中多台煅烧炉并联运行时整个煅烧工序的安全生产和整体优化。

摘要： 本发明涉及一种基于动态矩阵模型预测控制的空调系统控制方法，包括以下步骤：S1，采集空调系统在不同工作状态下的动态数据、稳态数据以及能效数据；S2，构建所述空调系统的温度预测模型；S3，构建所述空调系统的膨胀阀的开度的能效优化函数；S4，采集当前时刻室内温度、当前时刻室外温度及当前时刻目标温度；S5，通过所述能效优化函数生成所述空调系统的膨胀阀的优化能效开度控制方案，计算所述膨胀阀优化开度，通过所述膨胀阀优化开度控制所述空调系统；S6，基于动态矩阵模型预测控制算法生成变频压缩机频率闭环控制方案，通过所述变频压缩机频率闭环控制方案计算所述空调系统的压缩机的最优频率；S7，重复步骤S4‑S7。

摘要： 本发明涉及一种基于动态矩阵模型预测控制的空调系统控制方法，包括以下步骤：S1，采集空调系统在不同工作状态下的动态数据、稳态数据以及能效数据；S2，构建所述空调系统的温度预测模型；S3，构建所述空调系统的膨胀阀的开度的能效优化函数；S4，采集当前时刻室内温度、当前时刻室外温度及当前时刻目标温度；S5，通过所述能效优化函数生成所述空调系统的膨胀阀的优化能效开度控制方案，计算所述膨胀阀优化开度，通过所述膨胀阀优化开度控制所述空调系统；S6，基于动态矩阵模型预测控制算法生成变频压缩机频率闭环控制方案，通过所述变频压缩机频率闭环控制方案计算所述空调系统的压缩机的最优频率；S7，重复步骤S4‑S7。

摘要： 本发明描述了蒸汽温度的动态矩阵控制的动态整定。本发明涉及一种控制产生蒸汽的锅炉系统的方法，包括动态地整定干扰量(DV)的变化率以控制锅炉系统的一部分的操作，特别地，控制输出给涡轮的蒸汽的温度。基于在例如输出蒸汽温度的输出参数的实际水平和期望水平之间的误差或差的幅度，动态地整定干扰量的变化率。在一个实施例中，当误差的幅度增加时，根据函数f(x)增加干扰量的变化率。动态矩阵控制块采用经动态整定的干扰量变化率的、输出参数的当前水平、以及输出参数设定点作为输入，以生成用于控制现场设备的控制信号，所述现场设备至少部分地影响输出参数水平。

摘要： 本发明涉及一种基于分布式动态矩阵控制优化的焦化炉炉膛压力控制方法。本发明的技术方案是通过数据采集、模型建立、预测机理、优化等手段，确立了一种基于分布式动态矩阵控制优化的焦化炉炉膛压力控制方法，利用该方法在保证高控制精度和稳定性的前提下，能很好的处理多变量耦合系统，改善动态性能指标，在一定程度上提升系统的控制性能。

摘要： 本发明描述了蒸汽温度的动态矩阵控制的动态整定。本发明涉及一种控制产生蒸汽的锅炉系统的方法，包括动态地整定干扰量(DV)的变化率以控制锅炉系统的一部分的操作，特别地，控制输出给涡轮的蒸汽的温度。基于在例如输出蒸汽温度的输出参数的实际水平和期望水平之间的误差或差的幅度，动态地整定干扰量的变化率。在一个实施例中，当误差的幅度增加时，根据函数f(x)增加干扰量的变化率。动态矩阵控制块采用经动态整定的干扰量变化率的、输出参数的当前水平、以及输出参数设定点作为输入，以生成用于控制现场设备的控制信号，所述现场设备至少部分地影响输出参数水平。

摘要： 本发明公开了一种基于改进动态矩阵控制的供热管末端压力控制方法，属于控制技术领域。本发明方法首先通过带有时滞环节被控对象的实时阶跃响应数据建立被控对象模型；结合含有时滞特征的所述被控对象模型构建改进动态矩阵；然后设计所述被控对象的控制器；最后对供热管末端压力对象实施控制。本发明基于改进的动态矩阵控制供热管末端压力，能够克服传统控制算法存在的缺陷，有效的解决了动态矩阵控制方法时滞阶段控制效果不佳的问题。

摘要： 一种工业过程控制技术领域的基于数据驱动的通用动态矩阵控制系统及其控制方法，包括传感器、存储器、预测控制器模块，其中传感器与被控对象相连用以检测实际输出信号，且传感器的输出端与预测模型的预测输出相比较，将误差传输至预测控制模块，存储器与预测控制模块连接，将存储的历史数据送至预测控制模块求解优化问题，预测控制模块与存储器连接更新历史数据，与被控对象相连接输出控制策略，所述的传感器经模拟量输入通道与工控机相连。本发明的方法在有效简化系统建模，降低成本，提高实时性的同时，引入数据驱动保证了控制器的控制性能，具有很强的实用性和应用价值。

摘要： 本申请提出了一种基于动态矩阵控制的火电厂烟气换热器控制方法，该方法包括：根据烟气温度对蒸汽流量的单位阶跃响应获取多个动态系数，并基于多个动态系数构建预测模型；计算控制量的增量，根据控制量的增量和烟气温度的预测初值计算预测值；对预测值进行误差校正；对控制量的增量进行滚动优化，根据滚动优化后的下一时刻的控制量的增量和校正后的下一时刻的预测初值计算下一时刻的预测值，并进行迭代运算；根据滚动优化后的下一时刻的控制量的增量计算下一时刻的蒸汽流量，并输入至PID控制器调节实际输出的蒸汽流量。该方法可以准确计算出使烟气温度达到目标值所需的蒸汽流量，提高了换热控制的准确性和可靠性。

摘要： 本发明属于工业自动化领域，公开了一种约束动态矩阵控制优化的积分对象控制方法，包括步骤1：通过积分过程对象的实时阶跃响应数据建立被控对象的模型；步骤2：设计基于改进约束DMC算法优化的PID控制器。本发明提出了一种基于改进约束动态矩阵控制(DMC)算法优化的积分对象PID控制方法，该新型的PID控制算法在保留了传统PID控制器简单结构的同时也继承了改进DMC算法的优良控制性能，在提高了被控积分过程整体控制性能的同时也促进了先进控制算法的应用发展。

摘要： 本发明提供了一种用于直流微电网集群的改进型动态矩阵控制(ImprovedDynamic Matrix Control,IDMC)三次控制方法，用于管理集群内各直流微电网之间的功率分配，合理利用微源并降低集群内部器件应力，进而提高集群的整体性能，所提IDMC算法一方面将“时间最优控制”策略引入到控制量的调整，即根据预测输出与实时输出偏差的大小不同，采取相应的控制参数，实现阶段性最优控制；另一方面引入柔化因子改进动态矩阵，将控制增量求解过程中的M*M维矩阵求逆转化为数字标量求逆，有效的降低运算时间并减小系统的跟踪误差，本发明最后通过对比IDMC和传统动态矩阵控制的集群三次控制功率分配效果，证实了改进型控制策略有效的降低控制时间，并提高系统的稳态性能。