基于廣義預(yù)測的蒸氨槽氨壓控制系統(tǒng)研究
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4系統(tǒng)仿真與分析
用MATLAB軟件實現(xiàn)最小二乘法參數(shù)辨識，并帶入實際記錄數(shù)據(jù)，可得到蒸氨槽氨壓控制對象的傳遞函數(shù)為[5]。
基于MATLAB為平臺，通過simulink和M文件函數(shù)編程對得到的氨壓控制系統(tǒng)模型進(jìn)行PID和廣義預(yù)測控制進(jìn)行仿真，對比分析。其中PID參數(shù)經(jīng)過整定后為：
廣義預(yù)測控制算法仿真參數(shù)調(diào)試后為：柔化系數(shù)
；預(yù)測時域
；控制時域
；控制加權(quán)常數(shù)
；仿真如下圖所示，包括無干擾標(biāo)準(zhǔn)情況仿真，有干擾信號仿真以及模型失配仿真。
圖5和圖6比較，在無干擾標(biāo)準(zhǔn)情況下，PID控制系統(tǒng)超調(diào)量較大，動態(tài)響應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時間較長約為250s左右，而廣義預(yù)測控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度很快，幾乎沒有超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間在50s以內(nèi)，其控制性能明顯優(yōu)于PID控制器，很好地滿足蒸氨槽氨壓控制系統(tǒng)的控制精度和控制要求。
圖7和圖8分別在150s的時間加入了階躍信號擾動和隨機(jī)白噪聲干擾，從仿真結(jié)果可知廣義預(yù)測控制具有自適應(yīng)作用，能夠消除一定范圍外界內(nèi)干擾情況對控制系統(tǒng)的影響，使誤差較快地逼近0，達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。
圖10顯示當(dāng)模型不匹配靜態(tài)增益失配時，廣義預(yù)測控制器的輸出性能變化很小，總體來說，廣義預(yù)測控制算法具有很強(qiáng)的抗擾性能和魯棒性，完全適用于鐵紅蒸氨槽氨壓控制。
5結(jié)論
在確定鐵紅蒸氨槽氨壓控制系統(tǒng)的模型參數(shù)，通過選擇合適的參數(shù)基礎(chǔ)上，分別采用PID控制器、廣義預(yù)測控制器對蒸氨槽氨壓控制系統(tǒng)的對象模型進(jìn)行仿真，通過分析比較得出廣義預(yù)測控制器的不僅對于干擾信號具有很好的抑制作用，而且能在模型失配的情況下快速響應(yīng)，達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)，具有良好的控制效果以及自適應(yīng)性和魯棒性。
參考文獻(xiàn)：
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