【儀表網(wǎng) 百科知識】預(yù)測控制是近年來發(fā)展起來的一類新型的計算機控制算法。由于它采用多步測試、滾動優(yōu)化和反饋校正等控制策略，因而控制效果好，適用于控制不易建立數(shù)字模型且比較復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程，所以它一出現(xiàn)就受到國內(nèi)外工程界的重視，并已在石油、化工、電力、冶金、機械等工業(yè)部門的控制系統(tǒng)得到了成功的應(yīng)用。
　　
　　工業(yè)生產(chǎn)的過程是復(fù)雜的，我們建立起來的模型也是不完善的。就是理論非常復(fù)雜的現(xiàn)代控制理論，其控制的效果也往往不盡人意，甚至在一些方面還不及傳統(tǒng)的PID控制。70年代，人們除了加強對生產(chǎn)過程的建模、系統(tǒng)辨識、自適應(yīng)控制等方面的研究外，開始打破傳統(tǒng)的控制思想的觀念，試圖面向工業(yè)開發(fā)出一種對各種模型要求低、在線計算方便、控制綜合效果好的新型算法。這樣的背景下，預(yù)測控制的一種，也就是模型算法控制（MAC-ModelAlgorithmicControl）首先在法國的工業(yè)控制中得到應(yīng)用。因此預(yù)測控制不是某一種統(tǒng)一理論的產(chǎn)物，而是工業(yè)實踐中逐漸發(fā)展起來的。同時，計算機技術(shù)的發(fā)展也為算法的實現(xiàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　
　　現(xiàn)在比較流行的算法包括有：模型算法控制（MAC）；動態(tài)矩陣控制（DMC）；廣義預(yù)測控制（GPC）；廣義預(yù)測極點（GPP）控制；內(nèi)模控制（IMC）；推理控制（IC）等等。
　　
　　下面以模型算法控制為例子來說明預(yù)測控制的基本原理。

　　　　
　　模型算法（MAC）控制主要包括內(nèi)部模型、反饋校正、滾動優(yōu)化和參數(shù)輸入軌跡等幾個部分。它采用基于脈沖相應(yīng)的非參數(shù)模型作為內(nèi)部模型，用過去和未來的輸入輸出狀態(tài)，根據(jù)內(nèi)部模型，預(yù)測系統(tǒng)未來的輸出狀態(tài)。經(jīng)過用模型輸出誤差進行反饋校正以后，再與參考軌跡進行比較，應(yīng)用二次型性能指標進行滾動、優(yōu)化，然后再計算當前時刻加于系統(tǒng)的控制，完成整個動作循環(huán)。
　　
　　預(yù)測控制的基本特征，包括有建立預(yù)測模型方便；采用滾動優(yōu)化策略；采用模型誤差反饋校正。這幾個特征反映了預(yù)測控制的本質(zhì)，也正是這個控制算法和其他算法的不同之處。
　　
　　預(yù)測控制伴隨著工業(yè)的發(fā)展而來，所以，預(yù)測控制與工業(yè)生產(chǎn)有著緊密的結(jié)合，火電廠鋼球磨煤機是一個多變量、大滯后、強耦合的控制對象，其數(shù)學(xué)模型很難準確建立。而目前國內(nèi)火電廠所裝設(shè)的控制器大部分是PID控制器。由于系統(tǒng)各變量耦合嚴重，PID控制器很難適應(yīng)，致使鋼球磨煤機不能投入自動運行。用8051單片機加上A/D8路接口及其接口電路，再加上控制鍵和顯示器，組成了預(yù)測控制器。在采用了MAC算法之后，就能夠彌補PID控制器的不足。
　　
　　由于預(yù)測控制具有適應(yīng)復(fù)雜生產(chǎn)過程控制的特點，所以預(yù)測控制具有強大的生命力。可以預(yù)言，隨著預(yù)測控制在理論和應(yīng)用兩方面的不斷發(fā)展和完善，它必將在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮出越來越大的作用，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用的前景。