文 献 综 述 一、预测控制的产生与背景 1、预测控制理论 预测控制是20世纪70年代产生于工业过程控制领域的一类新型计算机控制算法。

预测控制的产生并非来源于理论发展的需要，而是当时社会需求和技术进步的产物，即是工业界而不是控制理论界首先提出预测控制。

很长时间一段时期以来，工业过程控制始终停留在基于反馈原理的调节基础上，PID作为一种”万能”的控制器，在过程控制领域中得到了十分广泛的应用，但随着工业生产的发展，PID控制系统对多变量、有约束的复杂工业过程显得无能为力，且在石油化工领域，被控对象存在大滞后、大惯性的特点，常规PID控制、前馈或串级控制策略也难以取得令人满意的效果。

于是人们开始寻求一种面向工业过程、对模型要求低、能处理多变量和有约束的情况并具有PID控制器易于调试的特点的优化控制新算法。

预测控制算法就是在这种背景下发展起来的一类新型计算机控制算法。

与其他控制算法相比，预测控制算法具有明显的优点：1、对模型的精度要求不高，适合存在较大纯时延和惯性的系统，过程描述可由简单实验获得。

2、采用非最小化描述的模型，降低了实时计算量，系统鲁棒性、稳定性较好，符合工业过程控制的实际要求。

3、采用滚动优化策略，即在线反复进行优化计算，”边走边优化”，能及时弥补由于模型失配、畸变、扰动等引起的不确定性，从而得到较好的动态控制性能。

鉴于预测控制的优点，其一经产生，就在欧美国家炼油、化工等领域得到成功应用，30多年来，预测控制已成功运行在全球数以千计的过程控制系统中，取得了巨大的经济效益，已被公认为是最有成效和应用潜力的过程先进控制方法。

目前，预测控制算法已有几十种，典型算法主要有基于对象脉冲响应的模型算法控制（MAC）、基于阶跃响应的动态矩阵控制（DMC）及从自适应控制发展而来的广义预测控制（GPC）。