定量給料機控制系統控制過(guò)程的淺析

　　據悉，振動(dòng)式定量給料機的系統控制過(guò)程有以下的特點(diǎn)∶

　　（1）控制物料的被控流向是為不可逆的。給料的過(guò)程之中放下來(lái)的物料不能收回，所以輸出結果不能經(jīng)過(guò)調量及時(shí)加以調節。

　　（2）被控過(guò)程具有時(shí)變、隨機性，是工業(yè)過(guò)程中典型的滯后過(guò)程，較難建立準確的給料過(guò)程數學(xué)模型，只能通過(guò)參考模型進(jìn)行靠近。

　　因此，定量輸送給料機采用了預測控制算法對控制電壓值進(jìn)行預測學(xué)習控制。預測控制是一基于模型、滾動(dòng)優(yōu)化并且結合了反饋校正的新式計算機優(yōu)化控制的算法。它對于模型失配、非較小相位系統、不明確干擾的影響有著(zhù)較強的魯棒性，適合于控制不易于建立準確數學(xué)模型并且較為復雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。動(dòng)態(tài)矩陣的控制算法（DMC）是一種應用較為廣泛的預測控制算法，它采用系統階躍響應序列作為對象模型，建模方便，算法有著(zhù)較好的魯棒性。DMC算法包括3個(gè)部分∶預測模型、滾動(dòng)優(yōu)化、反饋校正。

　　預測模型∶測試被控對象階躍響應，得到采樣數據 a;（i=1，2，…，N），構成DMC算法中的預測模型參數。利用對象單位階躍響應模型與給定的輸入控制增量，可預測系統未來(lái)輸出值。

　　滾動(dòng)優(yōu)化∶定量給料機通過(guò)越為優(yōu)化準則確定從某時(shí)刻起M個(gè)采樣周期的控制增量，以使系統在未來(lái)P個(gè)時(shí)刻的輸出值盡可能接近期望值。理論上可以每隔M個(gè)采樣周期重新計算1次，然后將M個(gè)控制量在k時(shí)刻以后的M個(gè)采樣周期分別作用于系統。但在此期間內，模型誤差與隨機擾動(dòng)等會(huì )使得系統輸出遠離期望值。為了克服這一缺點(diǎn)，簡(jiǎn)單的方法是只取優(yōu)解中的即時(shí)控制增量△u（k）構成實(shí)際控制量u（k）=u（k一1）十△u（k）作用于系統。到下一時(shí)刻，它又提出類(lèi)似的優(yōu)化問(wèn)題求出△u（k＋1）。這就是所謂的"滾動(dòng)優(yōu)化"的策略。

　　總之，整個(gè)定量機動(dòng)態(tài)矩陣的控制算法是由預測、控制、校正3部分組成的。動(dòng)態(tài)矩陣控制算法是一種增量算法。不管模型是否有誤差，它總能將系統輸出調節到期望值而不產(chǎn)生靜差。對作用在對象輸出端的階躍形式的擾動(dòng)，該算法也總能使系統輸出恢復到原來(lái)的設定狀態(tài)。

　　本定量給料機系統中，經(jīng)反復驗證修改，取采樣周期 T=1s，階躍響應模型時(shí)域長(cháng)度N=20，預測時(shí)域長(cháng)度P=8，控制時(shí)域長(cháng)度M=3,誤差加權矩陣為單位矩陣，調整控制加權矩陣系數。