预测控制技术在DCS上的应用.docx

摘要：温度控制目前被广泛的应用于石油，冶金等化工产业之中。但由于实际工业生产过程的复杂性以及较高的控制要求，常规方法例如PID控制法在这种控制环境下的控制效果始终无法让人满意。在这样的情况下，有必要采取较为先进控制方法对温度系统进行控制[1]。

本文首先阐述了分析了传统PID方法在温度控制上的不足，在此基础上提出了预测控制算法。接着从动态矩阵控制、模型预测控制与预测函数控制三个方面并对预测控制技术进行了仿真，仿真结果与传统PID控制的仿真结果进行比较，得出在仿真上预测控制技术优于传统PID控制技术的结论。

后来以实验室的锅炉为研究对象，通过JX-300X DCS系统，将预测控制技术应用于实践中，重点观察了预测算法在锅炉系统中的控制效果，分析预测控制系统的控制性能，并与常规的PID控制系统的结果进行了性能的比较。最后得出结论本文设计的预测控制系统与传统PID控制相比，其控制性能与抗干扰性能更为突出。

关键词：锅炉；温度控制；预测控制；DCS 

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究的意义与背景-1

1.2 国内外的研究现状-1

1.2.1 模糊控制-1

1.2.2专家控制-2

1.3 预测控制发展趋势和存在问题-3

第二章 预测控制技术-5

2.1 传统PID控制技术-5

2.2 预测控制算法的引入-6

2.3动态矩阵控制-6

2.3.1 预测模型-7

2.3.2 滚动优化-8

2.3.3 误差校正-9

2.4模型算法控制-11

2.4.1内部预测模型-12

2.4.2输入参考轨迹-12

2.4.3闭环预测-12

2.4.4滚动优化-13

2.5广义预测控制-13

2.6预测函数控制-13

2.6.1 预测模型-13

2.6.2 滚动优化-14

2.6.3 反馈校正-15

第三章 锅炉系统的介绍-16

3.1 锅炉系统平台-16

3.1.1 硬件配置-16

3.1.2 通信网络-16

3.1.3控制站硬件-17

3.2组态软件简介-17

3.3锅炉温度系统介绍-19

3.3.1被控对象-19

3.3.2检测装置-21

3.3.3执行机构-21

第四章 仿真与硬件调试-23

4.1.传统PID仿真-23

4.2动态矩阵控制的仿真-24

4.3预测函数控制的仿真-25

4.4 预测控制在DCS上的应用-26

第五章 总结与展望-31

参考文献-32

致 谢-33