针对汽车涂装线中烘房温度控制由于多变量、非线性、时滞性强等特点所造成的控制困难、精度低等问题,提出了基于预测函数控制的烘房温度控制方式,建立温度控制模型,引入改进的协同粒子群算法,进行非线性温度控制系统的参数估计。通过烘房实例的仿真分析,证实了控制系统具有很好的鲁棒性和稳定性。

针对电液位置伺服系统的非线性、参数时变性等突出问题,提出了一种新型模糊预测函数控制方法。它将预测函数控制和具有参数自调整的模糊控制进行综合来共同控制电液位置伺服系统,并且根据控制系统的位置偏差和偏差变化率,利用放大倍数对模糊控制器的参数进行在线修改。仿真结果表明,采用该控制方法设计的控制器满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现复杂系统的有效控制。

以液压伺服振动控制系统为对象,研究了以质量、弹簧和阻尼环节构成的液压动力机构的动力学控制模型,分析了被控对象具有的非线性、时变和模型不确定性等特点,针对控制系统需要快速、准确跟踪设定值轨迹的要求,提出了一种基于预测函数控制算法的解决方案,并设计了液压振动伺服驱动系统的预测函数控制器,给出了具体的设计步骤和参数选择方法。论文针对实验室液压振动试验装置进行了伺服控制参数计算,建立了输入和输出的状态空间控制模型,并将开环增益作为摄动参数进行仿真分析,仿真和实验结果表明提出的控制策略具有较强的鲁棒性和抗干扰能力,能够有效地提高液压振动伺服控制系统动态跟踪的准确性,具有较高的工程应用价值。

针对造纸过程中的定量水分控制系统具有大时滞、大惯性、强耦合及多变量等特性,提出了一种新的多变量系统的预测函数控制方法。首先给出了PID神经网络解耦控制方法,将多变量系统变成单变量系统;然后根据预测函数控制原理对单变量系统设计控制器,并结合Smith预估思想,有效地克服了时滞对控制系统稳定性及控制品质的影响;最后通过仿真,证明该控制方法使系统具有在线计算量小、跟踪快速和精度高等特点,能够实现复杂多变量系统的有效控制。

为了提高液压伺服系统的跟踪性能和鲁棒性,将预测函数控制（PFC）和PID控制的优点相结合,提出了一种PFC-PID串级控制策略。内环采用PID控制来提高抗干扰性,把内环作为外环PFC控制的广义对象,对广义对象进行拟合简化得到一阶加纯滞后系统,作为PFC的预测模型,外环采用PFC来获得良好的跟踪性能和鲁棒性。通过Matlab建模、仿真及与PID控制的比较表明,PFC-PID串级控制策略能够改善液压伺服系统的控制性能。