基于IGPC的火力发电机组主汽温预测控制策略 被引量：19

1

作者 冯旭刚 张泽辰 +1 位作者 刘圣晶 章家岩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第9期3307-3316,共10页

针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发... 针对火力发电机组燃气锅炉主汽温控制系统大惯性、大时滞、扰动大等特点,提出一种基于隐式广义预测控制(implicit generalized predictive control,IGPC)的主汽温预测控制策略。以主汽温为被控量,减温水流量为控制量,设计应用于燃气发电锅炉主汽温控制系统的隐式广义预测控制策略,通过建立主汽温预测模型,使用滚动优化对目标函数进行输出预测,构建最优控制律,并采用反馈校正在线修正预测值。仿真结果表明,与常规的串级比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制、动态矩阵控制和Smith预估补偿控制策略相比,在模型适配施加干扰的情况下,所设计的控制策略在67s左右达到设定值,超调量仅为4.28%;在模型失配情况下,施加干扰的调节时间为78.8s,超调量仅为8.66%。工程应用结果表明:主汽温控制偏差在±7℃左右,其稳定性得到了较大的改善,有效满足燃气发电锅炉主汽温控制系统的实际要求,该策略提高了控制系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 燃气发电锅炉 主蒸汽温度 隐式广义预测控制 稳定性 鲁棒性

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基于IGPC-NADRC火电机组制粉系统控制策略 被引量：3

2

作者 冯旭刚 张泽辰 +1 位作者 王正兵 宋澜波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2904-2918,共15页

针对火力发电机组制粉系统存在参数不稳定、大滞后及多变量的问题,本文构建非线性最小二乘法辨识模型,采用隐式广义预测算法预测模型输出,构造非线性扩张状态观测器(NESO),估计系统存在的干扰并补偿,设计应用于火力发电机组制粉系统的... 针对火力发电机组制粉系统存在参数不稳定、大滞后及多变量的问题,本文构建非线性最小二乘法辨识模型,采用隐式广义预测算法预测模型输出,构造非线性扩张状态观测器(NESO),估计系统存在的干扰并补偿,设计应用于火力发电机组制粉系统的隐式广义预测非线性自抗扰控制策略(IGPC-NADRC),化简内模结构并分析系统稳定性。在仿真实验中采用时域分析法验证控制器内关键参数对系统输出的影响;设计抗干扰实验和变设定值实验,比较IGPC-NADRC控制、动态矩阵(DMC)自抗扰控制(ADRC)、IGPC-PID控制策略和DMC-PID控制策略的控制效果。研究结果表明:IGPC-NADRC控制系统的抗干扰性能好,鲁棒性强,当系统受到外界干扰时该方法的超调量为5.72%,调节时间为44 s,稳定性更佳。工程应用结果表明,采用IGPC-NADRC控制策略后系统的偏差范围比PID控制时的更小,证明了方法的有效性。 展开更多

关键词 隐式广义预测控制 自抗扰控制 煤粉质量分数 时域分析 鲁棒性

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网络控制系统的自适应预测控制 被引量：4

3

作者 田中大 高宪文 李琨 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期303-308,共6页

针对具有随机时延的网络控制系统,提出一种自适应预测控制方法.利用Elman神经网络对网络控制系统的随机时延进行在线预测,然后采用一种增加微分作用的改进隐式广义预测控制方法对网络时延进行补偿,实现了随机时延网络控制系统的自适应... 针对具有随机时延的网络控制系统,提出一种自适应预测控制方法.利用Elman神经网络对网络控制系统的随机时延进行在线预测,然后采用一种增加微分作用的改进隐式广义预测控制方法对网络时延进行补偿,实现了随机时延网络控制系统的自适应预测控制.仿真结果表明,该方法对网络随机时延有很好的补偿效果,可明显改善系统输出性能,保证控制的稳定性与快速性. 展开更多

关键词 随机时延 网络控制系统 时延预测 ELMAN神经网络 隐式广义预测控制

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基于改进粒子群算法的隐式广义预测控制 被引量：4

4

作者 吴君 张雨飞 肖晓 《工业仪表与自动化装置》 2020年第1期8-12,18,共6页

针对大多数工业系统的控制输入输出都存在约束的情况,提出一种基于改进粒子群算法的隐式广义预测控制算法(IGPC)。粒子群算法(PSO)是一种基于群体的智能优化算法,解决受约束的优化问题具有精度高、收敛速度快等优点;为了避免粒子群算法... 针对大多数工业系统的控制输入输出都存在约束的情况,提出一种基于改进粒子群算法的隐式广义预测控制算法(IGPC)。粒子群算法(PSO)是一种基于群体的智能优化算法,解决受约束的优化问题具有精度高、收敛速度快等优点;为了避免粒子群算法陷入早熟,提高精度,引入细菌觅食算法中的自适应迁徙机制。在隐式广义预测控制的滚动优化环节引入改进粒子群算法,弥补了传统GPC在处理受约束控制问题上的缺陷。仿真结果表明了该方法的有效性和良好的控制性能。 展开更多

关键词 隐式广义预测控制 粒子群算法 滚动优化 自适应迁徙机制

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基于改进粒子群算法的约束隐式广义预测控制 被引量：3

5

作者 吴密密 戴文战 《浙江理工大学学报（自然科学版）》 2014年第3期301-305,共5页

针对大多数工业系统的控制输入输出都存在约束的情况,提出了一种基于改进粒子群算法的广义预测控制算法。广义预测控制算法采用隐式算法,用最小二乘法直接辨识控制增量表达式中的参数,避免求解丢番图方程;为避免粒子群算法陷入早熟,提... 针对大多数工业系统的控制输入输出都存在约束的情况,提出了一种基于改进粒子群算法的广义预测控制算法。广义预测控制算法采用隐式算法,用最小二乘法直接辨识控制增量表达式中的参数,避免求解丢番图方程;为避免粒子群算法陷入早熟,提高精度,在广义预测控制算法的滚动优化环节采用速度变异的粒子群优化算法,克服了受约束优化问题处理的缺陷,更快更准确地寻到最优目标函数值。仿真结果表明了该方法的有效性和良好的控制性能。 展开更多

关键词 隐式广义预测控制 粒子群算法 滚动优化

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四容水箱过程预测控制 被引量：2

6

作者 霍煜 薛婵 袁德成 《石油化工自动化》 CAS 2018年第1期31-34,47,共5页

针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,首先设计模型预测控制(MPC)策略,由于采用了多步预估技术,从而能有效地解决时延过程问题。然后设计隐式广义预测自校正控制(GPC)策略,利用反馈校正能及时修正预测值,使优化建... 针对四容水箱系统的多变量、大时滞、非线性及强耦合等特性,首先设计模型预测控制(MPC)策略,由于采用了多步预估技术,从而能有效地解决时延过程问题。然后设计隐式广义预测自校正控制(GPC)策略,利用反馈校正能及时修正预测值,使优化建立在较准确的预测基础上,从而提高了控制的鲁棒性。在建立四容水箱过程机理模型的基础上,通过仿真验证实现四容水箱液位预测控制,并给出了相应的实验结果。仿真结果表明:通过预测控制算法良好的控制性能,可以实现对四容水箱系统的稳定控制。 展开更多

关键词 四容水箱 多变量控制 模型预测控制 隐式广义预测控制

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动车组重联网络控制系统时延预测及补偿 被引量：2

7

作者 刘洋 李常贤 陈龙 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3044-3049,共6页

重联动车组之间利用UIC网关的过程数据编组传输监控数据,数据在重联通信网络上的传输时延影响重联控制的性能。针对这一问题,构建动车组重联网络控制系统简化模型,采用网络时延的自回归AR模型,通过Yule-walker参数自辨识算法根据历史数... 重联动车组之间利用UIC网关的过程数据编组传输监控数据,数据在重联通信网络上的传输时延影响重联控制的性能。针对这一问题,构建动车组重联网络控制系统简化模型,采用网络时延的自回归AR模型,通过Yule-walker参数自辨识算法根据历史数据对网络时延进行在线预测,同时利用快速隐式广义预测控制IGPC对预测的时延进行补偿。仿真实验结果表明,该方法具有较高的时延预测精度,且对网络时延有较好的补偿效果,可保证良好的控制效果。 展开更多

关键词 动车组 重联网络控制 UIC网关 时延预测 隐式广义预测控制

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基于隐式广义预测控制的风电机组控制方法研究 被引量：1

8

作者 张家清 施伟锋 《微电机》 北大核心 2020年第5期78-84,共7页

根据风速的大小,实时调整风机以获得最优桨距角是稳定风电功率,抑制桨距角频繁调整的一种常用方法。针对风电机组的高度非线性,提出采用隐式广义预测控制,从而减少模型误差;针对风速的随机性和桨距角机械调整的滞后性会引起桨距角频繁... 根据风速的大小,实时调整风机以获得最优桨距角是稳定风电功率,抑制桨距角频繁调整的一种常用方法。针对风电机组的高度非线性,提出采用隐式广义预测控制,从而减少模型误差;针对风速的随机性和桨距角机械调整的滞后性会引起桨距角频繁调整、转速和输出功率波动的问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制,并结合风速预测对其进行预测补偿。首先对隐式广义预测控制的输出控制量进行联系现在和过去的改进,然后结合短期风速预测对桨距角的预调整进行补偿。仿真结果表明该方法控制效果良好,改进的隐式广义预测控制能够较好地适应不同风速下的风机控制,能够实现桨距角的预调整,同时达到了抑制桨距角的过调整、稳定转速和输出功率的目的。 展开更多

关键词 隐式广义预测控制 风电机组 桨距角 功率波动 预测补偿

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基于改进的隐式广义预测控制在燃气发电锅炉主汽压中的应用 被引量：1

9

作者 王胜 陈雨薇 +2 位作者 徐帅 章家岩 冯旭刚 《河北科技大学学报》 CAS 2020年第5期399-407,共9页

针对燃气发电锅炉主汽压控制系统存在非线性、模型参数不确定等问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制策略。首先,使用遗忘因子递推最小二乘法进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型;其次,在常规广义预测控制理论基础上建立主汽... 针对燃气发电锅炉主汽压控制系统存在非线性、模型参数不确定等问题,提出了一种改进的隐式广义预测控制策略。首先,使用遗忘因子递推最小二乘法进行模型参数辨识,建立主汽压的离散数学模型;其次,在常规广义预测控制理论基础上建立主汽压的隐式广义预测控制系统,简化控制算法,通过在目标函数中增加PI结构,提高系统的鲁棒性。仿真结果表明,相比串级PID和常规隐式广义预测控制,所提控制策略在模型适配时调节时间最多减少20 s,模型失配时超调量最多减少5.08%,调节时间最多降低36 s,系统鲁棒性和抗干扰能力增强;工程应用表明,使用所提策略后主汽压控制偏差在±0.2 MPa之间,控制精度显著提高。改进的隐式广义预测控制较好地满足了工业生产中对主汽压的控制要求,具有较高的研究和应用价值。 展开更多

关键词 系统辨识 燃气发电锅炉 主汽压 遗忘因子递推最小二乘法 隐式广义预测控制

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具有神经元网络补偿的隐式广义预测控制的硬件设计与分析 被引量：1

10

作者 王锦华 田建艳 安临生 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期90-94,共5页

针对隐式广义预测控制（ＩＧＰＣ）算法在被控系统复杂性增加时有效性降低、实时性变差的问题，本文将神经元网络作为该算法的补偿，提出了一种具有神经元网络补偿的隐式广义预测控制方法（ＮＩＧＰＣ），并着重讨论了神经元网络的硬件... 针对隐式广义预测控制（ＩＧＰＣ）算法在被控系统复杂性增加时有效性降低、实时性变差的问题，本文将神经元网络作为该算法的补偿，提出了一种具有神经元网络补偿的隐式广义预测控制方法（ＮＩＧＰＣ），并着重讨论了神经元网络的硬件设计和ＮＩＧＰＣ的实现。仿真结果表明；ＮＩＧＰＣ不仅保留了ＩＧＰＣ鲁棒性强等特点，更主要的是它提高了ＩＧＰＣ的实时性，并使之具有良好的跟踪特性。 展开更多

关键词 神经网络 计算机 鲁棒控制 并行处理

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IGPC在循环流化床锅炉控制系统中的应用设计

11

作者 曹钧铭 陈斌 《自动化与仪器仪表》 2022年第2期155-158,共4页

循环流化床锅炉因其具有大扰动、多参数、强耦合、非线性等特点,使用常规控制理论很难建立其数学模型。针对这一问题,采用隐式广义预测控制算法和在线辨识自适应控制结合的方法。利用Matlab在线仿真及实验数据结果均表明了控制效果的可... 循环流化床锅炉因其具有大扰动、多参数、强耦合、非线性等特点,使用常规控制理论很难建立其数学模型。针对这一问题,采用隐式广义预测控制算法和在线辨识自适应控制结合的方法。利用Matlab在线仿真及实验数据结果均表明了控制效果的可靠性,与传统的广义预测控制相比,隐式广义预测控制具有更好的求解效果,且弥补了传统广义预测控制计算量大的缺点。用Matlab绘制的隐式广义预测控制GUI图进一步简化了工业系统中使用广义预测控制的难度。 展开更多

关键词 隐式广义预测控制 循环流化床锅炉 在线辨识 自适应控制 MATLAB仿真

原文传递

基于粒子群优化的隐式广义预测控制

12

作者 李瑞瑞 《工业控制计算机》 2011年第10期45-47,共3页

提出一种基于粒子群优化算法(PSO)的隐式广义预测控制(IGPC)。滚动优化作为预测控制的重要组成部分对控制效果的好坏起着关键作用,因而寻求一种可靠的优化算法十分必要。PSO算法是一种群集智能方法,通过粒子之间的合作、竞争及进化实现... 提出一种基于粒子群优化算法(PSO)的隐式广义预测控制(IGPC)。滚动优化作为预测控制的重要组成部分对控制效果的好坏起着关键作用,因而寻求一种可靠的优化算法十分必要。PSO算法是一种群集智能方法,通过粒子之间的合作、竞争及进化实现对多维复杂空间的高效搜索,属于一类随机全局优化技术,已成功应用于各科学和工程领域。它将PSO算法应用于IGPC的滚动优化部分来求解最优预测控制律,仿真结果显示了该方法是可行的。 展开更多

关键词 隐式广义预测控制 粒子群算法 滚动优化

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基于醋酸乙烯聚合率的隐式广义预测控制

13

作者 黄江平 罗文志 刘安安 《控制工程期刊（中英文版）》 2013年第6期405-410,共6页

针对醋酸乙烯生产过程具有非线性、时变、有噪声干扰和滞后等特点，且无法实现对醋酸乙烯聚合率的连续在线检测，常规控制方法很难得到令人满意的效果。本文提出基于递推最小二乘法实现聚合率的在线估计模型，将隐式广义预测控制算法应... 针对醋酸乙烯生产过程具有非线性、时变、有噪声干扰和滞后等特点，且无法实现对醋酸乙烯聚合率的连续在线检测，常规控制方法很难得到令人满意的效果。本文提出基于递推最小二乘法实现聚合率的在线估计模型，将隐式广义预测控制算法应用到醋酸乙烯聚合率控制。这类算法对模型的精度要求不高，在优化中引入了多步预测思想，使其抗扰动及时延变化等能力显著提高。仿真结果表明该隐式广义预测控制算法动态响应快，跟随性好，能够获得较好的控制效果。 展开更多

关键词 醋酸乙烯聚合率 递推最小二乘法 隐式广义预测控制 仿真

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基于IGPC解耦控制的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略 被引量：12

14

作者 冯旭刚 鲍立昌 +1 位作者 章家岩 王胜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期3223-3231,共9页

针对火电机组燃煤锅炉系统的大惯性、大滞后和强耦合等特点,提出了一种基于隐式广义预测控制(Implicit generalized predictive control,IGPC)的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略。以主蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量为被控量,以燃... 针对火电机组燃煤锅炉系统的大惯性、大滞后和强耦合等特点,提出了一种基于隐式广义预测控制(Implicit generalized predictive control,IGPC)的火电机组多目标协同燃烧优化控制策略。以主蒸汽压力、炉膛负压和烟气含氧量为被控量,以燃料量、引风量和送风量为操纵量,设计基于IGPC解耦控制的多输入多输出燃烧优化控制系统,通过PID神经网络对多输入多输出预测模型进行解耦,利用滚动优化实时对目标函数进行寻优,并引入基于误差的反馈校正算法,使各控制量输出达到设定值。仿真结果表明:IGPC解耦控制策略与常规PID和IGPC未解耦控制策略相比,施加扰动的情况下,主汽压、烟气含氧量和炉膛负压调节时间分别最多可减少141s、210s和162s,超调量分别最多可减少18.2%、4%和9.3%。工程应用表明:主汽压、烟气含氧量和炉膛负压控制偏差分别低于10.15MPa、3%和±0.7Pa,各被控量波动范围小,具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 多输入多输出 隐式广义预测解耦控制 多目标协同控制 燃烧优化

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基于Elman网络的过热汽温隐式广义预测控制 被引量：2

15

作者 周洪煜 张坚 《江西电力职工大学学报》 2003年第1期4-8,共5页

过热蒸汽温度具有时变、大迟延、大惯性的特点,使用传统的PID控制器很难取得满意的效果。针对这一问题,提出了基于Elman网络的过热汽温隐式广义预测控制系统。采用Elman网络作为被控对象的预测模型,在求解最优控制增量时直接辩识控制器... 过热蒸汽温度具有时变、大迟延、大惯性的特点,使用传统的PID控制器很难取得满意的效果。针对这一问题,提出了基于Elman网络的过热汽温隐式广义预测控制系统。采用Elman网络作为被控对象的预测模型,在求解最优控制增量时直接辩识控制器的参数,使得对象的建模方便而且控制系统的在线计算量小。仿真结果表明,此控制系统具有优良的控制性能。 展开更多

关键词 过热蒸汽温度 ELMAN网络 隐式广义预测控制(IGPC) 直接辨识 控制器参数

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火电厂锅炉过热汽温控制系统优化设计仿真 被引量：3

16

作者 刘旭阳 刘斌 《计算机仿真》 北大核心 2018年第6期95-100,共6页

针对过热汽温控制系统具有大惯性、大时滞特性且模型参数随负荷变化较大,传统控制算法难以获得良好控制性能,提出了IGPC-QFT串级控制算法。改进的广义预测自校正控制作为主控制器来抑制超调,克服系统大时滞特性,定量反馈理论作为副控制... 针对过热汽温控制系统具有大惯性、大时滞特性且模型参数随负荷变化较大,传统控制算法难以获得良好控制性能,提出了IGPC-QFT串级控制算法。改进的广义预测自校正控制作为主控制器来抑制超调,克服系统大时滞特性,定量反馈理论作为副控制器,对导前区不确定性与干扰进行抑制,并设计了一种简便的定量反馈理论控制器设计方法。通过与传统广义预测-比例控制的仿真结果对比,提出的算法可使系统获得较好的跟踪性与鲁棒性,简化了副控制器的设计过程,满足了系统在全工况下运行的控制要求。 展开更多

关键词 过热汽温控制 定量反馈理论 改进的广义预测控制 定量反馈理论控制器设计的简便方法

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隐式GPC算法在重介分选过程控制中的研究 被引量：3

17

作者 曹珍贯 匡亚莉 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第12期6-10,共5页

为解决重介分选过程中重介质悬浮液密度与液位过程模型失配问题,引入隐式GPC算法对模型参数进行在线辨识,实现对重介质悬浮液的密度与液位解耦控制。仿真结果表明,针对重介分选过程模型具有大滞后、强耦合的这一特性,隐式GPC算法控制效... 为解决重介分选过程中重介质悬浮液密度与液位过程模型失配问题,引入隐式GPC算法对模型参数进行在线辨识,实现对重介质悬浮液的密度与液位解耦控制。仿真结果表明,针对重介分选过程模型具有大滞后、强耦合的这一特性,隐式GPC算法控制效果较好,抗干扰能力强,在模型失配的情况下,仍然保持系统的输出稳定。 展开更多

关键词 重介分选 隐式GPC 重介质悬浮液 解耦控制

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基于Elman网络的过热汽温隐式广义预测控制 被引量：2

18

作者 周洪煜 张坚 常力民 《自动化技术与应用》 2003年第3期13-16,共4页

过热蒸汽温度具有时变、大迟延、大惯性的特点,使用传统的PID控制器很难取得满意的效果。针对这一问题,提出了基于Elman网络的过热汽温隐式广义预测控制系统。采用Elman网络作为被控对象的预测模型,在求解最优控制增量时直接辩识控制器... 过热蒸汽温度具有时变、大迟延、大惯性的特点,使用传统的PID控制器很难取得满意的效果。针对这一问题,提出了基于Elman网络的过热汽温隐式广义预测控制系统。采用Elman网络作为被控对象的预测模型,在求解最优控制增量时直接辩识控制器的参数,使得对象的建模方便而且控制系统的在线计算量小。仿真结果表明,此控制系统具有优良的控制性能。 展开更多

关键词 锅炉 过热器 汽温控制 隐式广义预测控制 PID控制器 E1man网络 电站

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LNG气化储配站自控系统 被引量：3

19

作者 龙伟 许海东 +1 位作者 王强 陶凌 《南昌大学学报（理科版）》 CAS 北大核心 2010年第3期302-306,共5页

为解决城市供气不均衡的矛盾,创新的提出了通过LNG储罐自增压法对LNG气化储配站出口压力进行调节的方案。同时,针对LNG气化储配站出口压力控制具有大容器大滞后、时变、易受随机因素干扰等特点,采用先进的隐式广义预测自校正算法对LNG... 为解决城市供气不均衡的矛盾,创新的提出了通过LNG储罐自增压法对LNG气化储配站出口压力进行调节的方案。同时,针对LNG气化储配站出口压力控制具有大容器大滞后、时变、易受随机因素干扰等特点,采用先进的隐式广义预测自校正算法对LNG出口压力进行控制,通过仿真,表现出良好的跟踪性能,并在实际运行中也取得了满意的控制效果。 展开更多

关键词 LNG气化储配站 隐式广义预测自校正算法 LNG调峰

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改进的广义预测算法在过热气温控制中的应用 被引量：2

20

作者 陆诚 杨威 《工业控制计算机》 2013年第11期73-75,79,共4页

针对传统广义预测控制算法(GPC)的计算量大这一缺陷,结合隐式广义预测算法(IGPC)和基于柔化矩阵的广义预测算法,通过辨识参数和输入增量引入柔化系数矩阵进行约束的方法对原算法进行改进,算法只精确计算当前时刻的控制作用而对未来时刻... 针对传统广义预测控制算法(GPC)的计算量大这一缺陷,结合隐式广义预测算法(IGPC)和基于柔化矩阵的广义预测算法,通过辨识参数和输入增量引入柔化系数矩阵进行约束的方法对原算法进行改进,算法只精确计算当前时刻的控制作用而对未来时刻的控制序列进行离线近似计算。该算法简单,不必求解丢番图(Diophantine)方程和矩阵求逆,减小了在线计算量,确保了系统的快速性,并能够将输入很好地控制在约束范围之内,并具有良好的控制性能。同时隐式广义预测算法对模型的阶次、参数的变化都有较好的鲁棒性,能适应电厂过热汽温的控制。 展开更多

关键词 隐式广义预测算法 柔化矩阵 鲁棒性 快速算法 过热汽温

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