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 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.

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 应用实测数据拟合模型参数,采用仿真/ 实测阶跃响应曲线,验证了机理模型.采用有约束一步非线性预测控制算法,对双容水箱液位系统进行了实际控制.实验结果初步验证了控制算法,并进一步验证了模型的有效性 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--3.12:结合相关文献资料,掌握模型预测控制的理论基础、常用数学方法等为后续章节的算法推导作理论铺垫..撰写提交相关论文周记. 3.13--3.27约束一步非线性预测控制算法实现,建立系统非线性机理模型. 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,同时查阅相关书籍,为下面的工作做准备. 4.9--4.21用MATLAB程序编程,并进行仿真验证讨论参数选择对系统控制性能的影响.撰写提交相关论文周记. 4.22--5.5对出现的问题进行解决,并逐步完善设计内容,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