【儀表網(wǎng) 百科知識(shí)】預(yù)測(cè)控制是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類新型的計(jì)算機(jī)控制算法。由于它采用多步測(cè)試、滾動(dòng)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(guò)程，所以它一出現(xiàn)就受到國(guó)內(nèi)外工程界的重視，并已在石油、化工、電力、冶金、機(jī)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(guò)程是復(fù)雜的，我們建立起來(lái)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(qiáng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的建模、系統(tǒng)辨識(shí)、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(duì)各種模型要求低、在線計(jì)算方便、控制綜合效果好的新型算法。這樣的背景下，預(yù)測(cè)控制的一種，也就是模型算法控制（MAC-ModelAlgorithmicControl）首先在法國(guó)的工業(yè)控制中得到應(yīng)用。因此預(yù)測(cè)控制不是某一種統(tǒng)一理論的產(chǎn)物，而是工業(yè)實(shí)踐中逐漸發(fā)展起來(lái)的。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也為算法的實(shí)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(dòng)態(tài)矩陣控制（DMC）；廣義預(yù)測(cè)控制（GPC）；廣義預(yù)測(cè)極點(diǎn)（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(lái)說(shuō)明預(yù)測(cè)控制的基本原理。
預(yù)測(cè)控制原理圖
模型算法（MAC）控制主要包括內(nèi)部模型、反饋校正、滾動(dòng)優(yōu)化和參數(shù)輸入軌跡等幾個(gè)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(guò)去和未來(lái)的輸入輸出狀態(tài)，根據(jù)內(nèi)部模型，預(yù)測(cè)系統(tǒng)未來(lái)的輸出狀態(tài)。經(jīng)過(guò)用模型輸出誤差進(jìn)行反饋校正以后，再與參考軌跡進(jìn)行比較，應(yīng)用二次型性能指標(biāo)進(jìn)行滾動(dòng)、優(yōu)化，然后再計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻加于系統(tǒng)的控制，完成整個(gè)動(dòng)作循環(huán)。
預(yù)測(cè)控制的基本特征，包括有建立預(yù)測(cè)模型方便；采用滾動(dòng)優(yōu)化策略；采用模型誤差反饋校正。這幾個(gè)特征反映了預(yù)測(cè)控制的本質(zhì)，也正是這個(gè)控制算法和其他算法的不同之處。
預(yù)測(cè)控制伴隨著工業(yè)的發(fā)展而來(lái)，所以，預(yù)測(cè)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(jī)是一個(gè)多變量、大滯后、強(qiáng)耦合的控制對(duì)象，其數(shù)學(xué)模型很難準(zhǔn)確建立。而目前國(guó)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(yán)重，PID控制器很難適應(yīng)，致使鋼球磨煤機(jī)不能投入自動(dòng)運(yùn)行。用8051單片機(jī)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(cè)控制器。在采用了MAC算法之后，就能夠彌補(bǔ)PID控制器的不足。
由于預(yù)測(cè)控制具有適應(yīng)復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程控制的特點(diǎn)，所以預(yù)測(cè)控制具有強(qiáng)大的生命力?？梢灶A(yù)言，隨著預(yù)測(cè)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(guò)程中發(fā)揮出越來(lái)越大的作用，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用的前景。
