基于广义预测的蒸氨槽氨压控制系统研究 控制系统, 仿真

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4系统仿真与分析

用MATLAB软件实现最小二乘法参数辨识，并带入实际记录数据，可得到蒸氨槽氨压控制对象的传递函数为[5]。



基于MATLAB为平台，通过simulink和M文件函数编程对得到的氨压控制系统模型进行PID和广义预测控制进行仿真，对比分析。其中PID参数经过整定后为：



广义预测控制算法仿真参数调试后为：柔化系数 ；预测时域 ；控制时域 ；控制加权常数；仿真如下图所示，包括无干扰标准情况仿真，有干扰信号仿真以及模型失配仿真。


图5和图6比较，在无干扰标准情况下，PID控制系统超调量较大，动态响应进入稳态时间较长约为250s左右，而广义预测控制系统的响应速度很快，几乎没有超调量，调节时间在50s以内，其控制性能明显优于PID控制器，很好地满足蒸氨槽氨压控制系统的控制精度和控制要求。

图7和图8分别在150s的时间加入了阶跃信号扰动和随机白噪声干扰，从仿真结果可知广义预测控制具有自适应作用，能够消除一定范围外界内干扰情况对控制系统的影响，使误差较快地逼近0，达到系统稳定状态。

图10显示当模型不匹配静态增益失配时，广义预测控制器的输出性能变化很小，总体来说，广义预测控制算法具有很强的抗扰性能和鲁棒性，完全适用于铁红蒸氨槽氨压控制。

5结论

在确定铁红蒸氨槽氨压控制系统的模型参数，通过选择合适的参数基础上，分别采用PID控制器、广义预测控制器对蒸氨槽氨压控制系统的对象模型进行仿真，通过分析比较得出广义预测控制器的不仅对于干扰信号具有很好的抑制作用，而且能在模型失配的情况下快速响应，达到系统稳定状态，具有良好的控制效果以及自适应性和鲁棒性。

参考文献：

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