DOC《南京师范大学》

南京师范大学 毕业设计开题报告 姓名 王彩英 学号

21080906 学院 电气与自动化工程学院 专业 自动化 题目 非线性双容水箱建模及预测控制 指导老师 刘益剑 2012年02月25日 毕业设计开题报告 1本课题的目的及研究意义 本课题目的:1掌握模型预测控制的理论基础、常用数学方法 2熟悉Matlab软件的使用 3实现课题设计及相关知识的扩展 研究意义:基于线性模型的预测控制算法己广泛应用于有约束多变量工业过程.

然而,对于具有强非线性、强扰动或大范围操作的系统,线性预测控制或基于工作点附近线性化模型的预测控制常常无法满足系统控制品质的要求.因此,研究非线性模型预测控制具有重要的理论意义和应用价值. 2本课题的国内外的研究成果 基于线性模型的预测控制是一类典型的计算机控制算法,是20世纪70年代直接从工业过程控制中产生的.1978年J.Richalet等人提出了模型预测启发式控制,是较早应用于工业的预测控制算法.1979年SheU公司的工程师CR.Culter和B.L.Remarker提出了基于系统阶跃响应模型的动态矩阵控制,它是目前最主要的线性模型预测控制算法. 1952年R.彻uhani提出了模型算法控制.以上这些线性预测控制算法都是建立在非参数模型基础上的.非参数模型易于建立适于过程控制应用.1987年英国牛津大学的 D.WClarke提出了基于受控自回归积分滑动平均模型的广义预测控制 ,并己成功应用于工业锅炉、喷雾干燥塔、机器人等系统.目前,国内外已有一些关于非线性预测控制的综述性文章.M.A.Henson总结了非线性预测控制的现状和技术,并展望了未来的发展前景.D.Q.Mayne等人综述了约束预测控制的算法、稳定性和鲁棒性.席裕庚等综述了基于线性模型的预测控制,也评价分析了基于非线性模型的预测控制研究.陈虹等综述了非线性预测控制的算法、稳定性、鲁棒性和滚动时域估计的研究成果.s.J.Qin和TABadgwell着重分析了模型预测控制在工业控制领域中的应用及发展方向.M.Cannon和B.Kouvaritaki:出版了论文集区,包含截止到2001年非线性预测控制领域的13篇文章,并在2004年总结了减小在线计算量的非线性预测控制算法的研究成果. 毕业设计开题报告 3本课题的研究内容 应用约束一步非线性预测控制算法对双容水箱液位系统进行分析,采用机理建模方法,建立非线性数学模型. 4本课题的实行方案、进度及预期效果 实现方案:基于MATLAB实现非线性双水箱系统的建模和仿真,建立系统非线性机理模型. 设计进度:2.11--3.1:结合课题要求查阅相关文献资料,完成开题报告. 3.2--3.27:结合相关文献资料,完成课题方案设计.撰写提交相关论文周记. 3.28--4.8了解Matlab这门科学,对Matlab如何编程如何使用进行了解. 4.9--4.21调试程序,完成软件仿真.撰写提交相关论文周记. 4.22--5.5逐步完善设计内容,撰写提交相关论文周记 5.6--5.20撰写毕业设计论文,准备毕业答辩. 预期效果:熟练掌握基于MATLAB的M文件建模和仿真设计方法.完成本课题的所有设计任务. 5以已查阅参考文献 [1]阎镜予、孙德敏、丛夔、凌青.基于GA/SQP混合优化的双容水箱非线性预测控制.信息与控制.2006,35(6):749一754 [2]陈薇、吴刚.三容水箱建模及其非线性预测控制.中国科学技术大学学报增刊.2005,35:31一35 [3]陈薇、吴刚.双容水箱的非线性建模及其非线性预测控制.第二十四届中国控制会议.广州 .2005年:296一301 [4]陈薇、吴刚.非线性双容水箱建模与预测控制.系统仿真学报.2006,18(8):2078一2081 [5]席裕庚、耿晓军和陈虹.预测控制性能研究的新进展.控制论与应用.2000,17(4):469一476 [6]徐立鸿.预测控制的研究现状及问题.控制理论与应用.1994,11(l):121一125 毕业设计开题报告 指导老师意见 指导老师: 年月日 院(系)审查意见 学院领导(公章): 年月日