基于广义预测控制的储罐液位系统的仿真分析.pdf

第42卷第 11期 当 代 化 工 Vo1．42．No．11 2013年 11月 ContemporaryChemicalIndustry November，2013 基于广义预测控制的储罐液位系统的仿真分析 张月静 ， 徐 酷 (1．辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 】13001； 2．中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁 抚顺 113006) 摘 要：广义预测控制对控制系统的模型精度要求低 ，并且具有 良好的跟踪性能及较强的自适应能力，因 此被广泛应用于工业生产过程控制中。以储罐液位系统为被控对象，采用广义预测控制(generalizedpredictive controlGPC)进行研究，提高了液位控制精度。 关 键 词：广义预测控Stl；储罐液位；过程控制 中图分类号：TQ056 文献标识码：A 文章编号 ： 1671-0460(2013)11-1605-03 SimulationAnalysisofOilTankLiquid LevelSystem BasedonGeneralizedPredictiveControl ZHANGYue-jing ，XVZhe。 (1．LiaoningShihuaUniversity，LiaoningFushun113001，China； 2．ChinaHuanqiuEngineeringCompanyLiaoningBranch，LiaoningFushun113006，China) Abstract：Generalizedpredictivecontrolhaslow requirementfortheaccuracyofthemodelofthecontrolsystem，and hasgoodtrackingperformanceandstrongadaptiveability，soitiswidelyusedintheindustrialproductionprocess contro1．Inthisarticle，takingthetanklevelsystem asthecontrolledobject，thegeneralizedpredictivecontrol (generalizedpredictivecontrolGPC)wasused，andthecontrolaccuracyofliquidlevelwasimproved． Keywords：Generalizedpredictivecontrol；Tanklevel；Processcontrol 在工业生产的发展过程中，液位系统的应用越 来越广泛，它通常是时变的，具有明显的滞后特性 … 。 为保证生产的安全进行 ，对液位控制也将提出 精确的要求。我们早期采用的PID控制虽然方法简 便，控制快捷，但参数调整相当麻烦，况且由于系 统的非线性 、时变等不确定性，使得PID控制难以 实现系统的控制精度 。为了提高液位控制精度， 以储罐液位系统为被控对象，采用广义预测控制 (generalizedpredictivecontrolGPC)进行研究。与其他 控制方法相比，GPC是基于参数模型并随着 自适应 控制的研究而发展起来的预测控制方法，它具有预 测模型、滚动优化和反馈校正等特征 。GPC对控 制系统的模型精度要求低，并且具有 良好的跟踪性 能及较强的自适应能力，因此被广泛应用于工业生 产过程控制中。 1 一阶过程的数学模型 下面以图1所示的储罐液位过程为例来分析如 何建立一阶过程的数学模型 。图 1中 (a)为储罐 (b) 液位，图 1中 (b)为液位过程的阶跃响应曲线。 图1 储罐液位过程 (1)