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动态矩阵控制(Dynamic Matrix Control, DMC)是一种经典的预测控制策略,广泛应用于工业过程控制领域。该算法通过建立被控对象的动态模型来实现多步预测优化控制。
DMC算法的核心思想是基于系统脉冲响应或阶跃响应模型来构建动态矩阵。通过这个矩阵,控制器能够预测系统在未来多个采样周期的输出行为,并根据预测结果计算出最优控制量。相比于传统PID控制,DMC具有处理大滞后、多变量耦合等复杂情况的优势。
算法实现时通常采用一阶惯性环节作为基础模型,这是因为: 一阶系统模型简单且易于辨识 能够较好地描述许多工业过程的动态特性 参数调整相对直观
典型的DMC控制包含三个关键步骤:模型预测、滚动优化和反馈校正。这种控制策略特别适合具有明显惯性和滞后特性的过程控制对象,如化工、冶金等行业的生产过程。
在实际应用中,DMC需要通过在线辨识获取模型参数,并需要合理设置预测时域和控制时域长度。良好的参数整定可以平衡系统的响应速度和控制稳定性。