MATLAB实现的动态矩阵预测控制仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发了完整的动态矩阵控制（DMC）仿真系统，涵盖模型建立、预测计算、滚动优化和反馈校正流程。支持对温度、液位等工业过程对象进行多步预测控制，并提供闭环动态仿真分析。

详 情 说 明

基于动态矩阵控制（DMC）的预测仿真系统

项目介绍

本项目通过MATLAB实现了一个完整的动态矩阵预测控制仿真系统。该系统基于动态矩阵控制算法，包含模型建立、预测计算、滚动优化以及反馈校正等核心环节，能够针对工业过程对象（如温度、液位等）进行多步预测控制仿真。系统可分析闭环系统的动态响应特性，并支持控制器参数调整以评估控制性能。

功能特性

• 完整的DMC算法实现：包含预测模型建立、滚动优化计算和反馈校正
• 多步预测控制：支持用户自定义预测时域和控制时域长度
• 灵活的参数配置：可调整输出权重矩阵和控制权重矩阵
• 设定值跟踪仿真：支持复杂的设定值轨迹输入
• 扰动分析功能：可选添加扰动信号，分析系统抗干扰能力
• 全面的性能评估：提供ISE、IAE等误差积分指标计算
• 可视化输出：生成系统响应曲线、控制输出序列、预测对比图等多维度图表

使用方法

1. 参数设置：在主程序相应区域配置过程阶跃响应系数、时域参数（M、P）、权重矩阵（Q、R）等基本参数
2. 输入定义：设定期望输出轨迹（设定值序列），可选添加扰动信号
3. 仿真运行：执行主程序开始DMC控制仿真
4. 结果分析：查看生成的动态响应曲线、性能指标数据及预测窗口序列
5. 参数调优：根据性能指标调整控制器参数，重新仿真以优化控制效果

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 需要安装以下工具箱：

- Control System Toolbox - Optimization Toolbox - MATLAB基本绘图功能

文件说明

主程序文件集成了动态矩阵控制系统的完整仿真流程，主要功能包括：初始化系统参数与仿真环境，构建过程对象的动态预测模型，执行多步预测控制算法的核心计算，实现包含约束处理的滚动优化求解，完成实时反馈校正与误差补偿，生成系统动态响应的可视化图表，以及计算和输出控制性能评估指标。该文件通过模块化设计将DMC算法的各环节有机结合，为用户提供了一站式的预测控制仿真平台。