1、基于 工 业 模型 预测 控制 技 术模型算法 MAC的介 绍北京化工大学一 . 工 业 模型 预测 控制 技 术 MPC 的 介 绍二 . 模型算法 控制 MAC的基本原理三 . MAC的 实际应 用1.工 业 过 程的 特点：多 变 量、非 线 性、 强 耦合 、大 纯 滞后2.现 代控制理 论 与 方法：精确 的数学模型、最 优 的性能指 标 、系 统 而精确的设计 方法一 .（ 1） 工 业 模型 预测 控制 技 术 的 发 展背景1. 20世 纪 70年代以来 ， 经 典 的 最 优 控制 方法在生 产过 程中的 应 用并未 见 到很好 的效果 ，其原因主要是精确数学模型的建立比 较
2、 困 难 ，当 实际过 程有所 变 化 时 ，控制系 统 的 鲁 棒性 较 差。 人 们 开始打破 传统 方法的 约 束，找新的控制方法。2. 试图 面 对 工 业过 程的特点， 寻 找 对 模型要求 低、 综 合控制 质 量好、在 线计 算方便的 优 化控制 新方法 。3. (MPCModel Predictive Control)模型 预测 控制算法就是在 这 种 背景下 发 展起来的一 类计 算机 优 化控制 算法。（ 2） 工 业 模型 预测 控制 技 术 的 发 展（ 3） 预测 控制 MPC控制算法的分 类MPC1.模型 算法控制 MAC3.模型 预测 启 发 控制（ MPHC）2
3、.动态 矩 阵 控制 DMC4.预测 控制 （ PC）5.其它的控制算法单输 入 单输 出（ SISO） 多 输 入多 输 出（ MIMO无 约 束 有 约 束输 入 输 出 方系 统 非 方 系 统线 性 非 线 性常 规预测 控制 鲁 棒 预测 控制（ 4）模型 预测 控制 的 发 展方向1. 建模方便，不 需要深入了解 过 程内部机理，模型 要求 不 高。2. 适用 约 束条件、大 纯 滞后、非最小相位及 非 线 性等 过 程。3. 滚动 的 优 化 策略， 较 好 的 动态 控制 效果。4. 算法核心（ 1） 预测 过 程未来 输 出（ 2） 滚动优 化 （ 3） 误 差 反 馈 校正
4、（ 5） 预测 控制 的特点1.是一种基于 非参数模型 的 预测 控制2.采用 有限 脉冲响 应 模型或有限 阶跃 响 应 模型作 为过 程 预测 模型，无 须 考 虑 模型 结 构和 阶 次 ，模型 中可包含 过 程 纯时 滞 项 。3.缺点：（ 1）不能 描述不 稳 定系 统 ，不适用不 稳 定 对 象。（ 2）在 线 模型辨 识 比 较 困 难 。二 . 模型算法控制 MAC的基本原理MAC模型算法 基本 工作 过 程：模型 预测 滚动优 化 反 馈 校正MAC模型算法基本工作 过 程在 当前 时 刻基于 过 程的 动态 模型， 对 未来某时 域内 的 过 程 输 出做出 预测 ， 这 些 预测值 是当前和未来 控制作用 的函数按照 某个目 标 函数确定当前和未来控制作用的 大小 ， 这 些控制作用使未来 输 出 预测 序列按照某个参考 轨 迹 “最 优 地 ”达到期望的 输 出 设 定 值，但是只 输 出当前 的控制量在 下一 时 刻，根据最新 实测 数据 对 前一 时刻的 过 程 输 出 预测 序列作出校正预测 模型的 功能：根据被控 对 象的 历 史信息和未来 输 入， 预测 系统 未来 响 应 。预测 模型 形式：参数模型：如微分方程、 传递 函数、差分方程等非参数模型 ：如脉冲响 应 、 阶跃 响 应 模型 等。（ 1）模型 预测
