基于RBF-ARX模型的預(yù)測控制在水箱液位系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)前，非線性系統(tǒng)建模與控制的研究仍然不很完善，制約著先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。研究基于RBF-ARX模型的預(yù)測控制應(yīng)用對(duì)控制理論研究和工業(yè)生產(chǎn)都具有積極的意義。水箱液位系統(tǒng)的非線性、多變量、強(qiáng)耦合等特性模擬了生產(chǎn)實(shí)際中的復(fù)雜過程控制對(duì)象，論文主要針對(duì)水箱液位系統(tǒng)RBF-ARX建模與預(yù)測控制問題展開了深入的研究，具體包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
　　首先，鑒于MATLAB強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算功能，本文通過MATLAB和組態(tài)王的DDE通信，建立

2、了上位機(jī)與水箱傳感器的數(shù)據(jù)交互通道。開發(fā)出了一個(gè)以MATLAB和組態(tài)王為基礎(chǔ)的水箱液位系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制平臺(tái)。該平臺(tái)融合了MATLAB和組態(tài)王的優(yōu)點(diǎn)，具有組態(tài)簡單，計(jì)算能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
　　然后，本文根據(jù)水箱物理模型及實(shí)際采樣數(shù)據(jù)分析水箱出水與入水的非線性以及耦合性。利用RBF-ARX的全局非線性及局部線性的特點(diǎn)，采用MIMO-RBF-ARX模型來描述水箱液位系統(tǒng)的上下水箱液位與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。通過采集液位系統(tǒng)大范圍分布數(shù)據(jù)

3、，辨識(shí)得到一個(gè)兩輸入兩輸出的RBF-ARX模型，并利用檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。隨后將該模型轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間模型，設(shè)計(jì)了基于MIMO-RBF-ARX模型的預(yù)測控制器，并在Simulink仿真平臺(tái)中，用M語言實(shí)驗(yàn)基于RBF-ARX模型預(yù)測的水箱液位控制系統(tǒng)，同時(shí)在該平臺(tái)中完成了仿真實(shí)驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，本文提出的基于RBF-ARX模型的預(yù)測控制實(shí)現(xiàn)了對(duì)水箱液位的精確控制。
　　最后，論文進(jìn)行了水箱液位系統(tǒng)實(shí)際對(duì)象的基于RBF-AR