基于MATLAB的DMC动态矩阵控制系统仿真项目

资 源 简 介

本项目通过MATLAB实现基于一阶环节过程的动态矩阵控制（DMC）系统仿真，涵盖系统建模、控制器参数调优与控制性能分析。输入系统及控制器参数即可模拟系统响应，快速评估控制效果。

详 情 说 明

基于DMC的动态矩阵控制系统仿真及性能分析

项目介绍

本项目实现了基于动态矩阵控制（DMC）算法的控制系统仿真平台，专门针对一阶环节过程设计。通过构建系统模型、配置DMC控制器参数，可完成控制系统的动态仿真，并对控制性能进行量化分析和评估。项目支持参数调优和不同工况下的控制效果对比，为控制策略的设计与优化提供有效的工具支持。

功能特性

• 系统建模：基于用户提供的时间常数、增益和纯滞后时间，建立一阶加纯滞后过程的离散模型。
• DMC控制仿真：实现完整的动态矩阵控制算法，包括预测模型、滚动优化和反馈校正。
• 参数灵活配置：支持预测步长、控制步长、平滑系数等关键控制器参数的设置。
• 性能全面分析：自动计算超调量、调节时间、稳态误差等关键性能指标。
• 效果对比分析：支持在不同控制器参数或系统参数下进行多次仿真，直观对比控制效果的差异。
• 抗干扰能力测试：可模拟在控制过程中加入扰动，分析系统的鲁棒性。

使用方法

1. 参数设置：在运行主程序前，需在指定区域设置三类参数：

- 系统模型参数：过程的时间常数、增益和纯滞后时间。 - DMC控制器参数：预测步长(P)、控制步长(M)和平滑系数(α)。 - 仿真参数：总仿真时间、采样周期以及期望的参考输入信号（如阶跃信号）。

1. 运行仿真：执行主程序，程序将自动完成DMC控制器的构造、系统仿真和绘图。

1. 结果分析：程序运行后，将显示系统响应曲线（包括参考输入、被控输出和控制作用的变化），并在命令行窗口输出计算的性能指标。

1. 参数研究：通过手动修改参数并重新运行程序，可以观察不同参数对控制系统性能的影响。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：需要安装 MATLAB（推荐 R2016a 或更高版本）。
• 无需额外工具箱：项目代码仅使用MATLAB基本功能，不依赖特定工具箱。

文件说明

主程序文件集成了项目的全部核心功能。它首先读取用户预设的系统、控制器及仿真参数，并据此构建一阶加纯滞后对象的离散脉冲响应模型。随后，该程序核心实现了动态矩阵控制算法，完成对整个控制过程的模拟，计算系统的输出响应和控制器的控制作用。仿真结束后，程序会绘制系统动态响应曲线，并自动计算并输出超调量、调节时间等关键性能指标，从而完成对控制效果的全面分析。