MATLAB水箱液位DMC预测控制系统设计(4)
1.3.3预测控制的发展方向
以上的介绍在一定程度上反映了预测控制的发展水平，无论在深度还是在广度上都有了很大的发展，形成了算法、理论和应用的多方位研究，认识到了预测控制在控制领域中的应用地位。发展方向主要体现在以下几点[29]：
(1)预测控制算法的基础算法，除了最初从工业过程中直接产生的以非参数模型为基础的MAC、DMC等算法外，还出现了以辨识模型、状态方程模型为基础的算法。
(2)在滚动优化中，尽管对原有优化算法有不少策略上的修正，但线性目标、无穷范数目标、带状目标等的出现，已突破了原有算法二次型性能指标的局限。
(3)在求解优化问题时，面向实际工业过程提出的有约束优化问题，解析求解的可能性越来越小，注意力开始转移到如何确切地描述在线优化问题以及寻找各种有效的求解算法上。
(4)变校正系数的误差预测、扰动观测器、自校正、自学习等引入预测控制算法，开辟了处理非模型信息的新途径，使原有误差预测概念发展为更一般的闭环校正概念。
(5)随着预测控制的推广应用，适应于不同的复杂对象，各种新的预测控制算法陆续出现，如非线性预测控制、预测函数控制、分散预测控制等，他们的算法形式已与原来的基础控制算法有很大不同。预测控制的内涵已有了新的发展。
1.4本文的主要内容
本文针对THJ-3型三容水箱液位控制系统实验平台，选择其中的上水箱和中水箱构成双容水箱液位控制系统。采用机理建模的方法对该非线性对象进行建模，并使用常规PID和预测控制算法对其控制（主要为仿真），其中预测控制算法选择动态矩阵控制算法为主要算法。具体研究内容如下:
第一章，简要论述本课题的背景以及国内外的研究现况，简要概述目前在水箱液位控制中主要使用的控制算法及其特点。阐述当前预测控制的类型及其发展趋势。
第二章，详细介绍动态矩阵控制算法的原理。
第三章，简单介绍双容水箱，并应用物料平衡以及流体力学原理对双容水箱系统进行机理建模。
第四章，在MATLAB环境下利用建立好的数学模型分别使用PID和DMC对对象系统进行控制仿真，就仿真结果比较分析两种算法的优缺点。最要从系统的阶跃响应的快速性、稳定性、超调量等方面考虑。
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