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预测控制是一种先进的控制策略,特别适用于处理多变量、约束条件下的工业过程控制问题。席裕庚教授的著作系统性地介绍了预测控制的核心理论与应用,其中动态矩阵控制(DMC)作为经典算法备受关注。
动态矩阵控制的核心思想基于系统的阶跃响应模型,通过在线优化未来一段时间内的控制序列来实现良好的控制效果。其系统分析主要围绕模型预测、滚动优化和反馈校正三大原理展开,这种结构使DMC天然具备处理时滞系统的优势。
算法实现上,DMC通过构建动态矩阵来表征系统动态特性,采用二次型性能指标进行优化计算。改进方向包括引入滤波技术增强鲁棒性、结合智能算法优化参数、以及处理非线性系统的扩展方法等。
工业应用中,DMC已成功应用于石油化工、电力系统等复杂过程控制领域。典型的应用场景包括精馏塔控制、反应器温度调节等,其处理约束条件和多变量耦合的能力使其在实践中有显著优势。