预测控制是一种基于模型的先进控制技术,亦称模型预测控制,它是20世纪70年代中后期,在欧美工业领域内出现的一类新型的计算机控制算法。80年代,模型预测控制技术以其独特的优点和特性引起了西方学者的广泛重视,众多学者从不同的理论角度,运用各种数学手段对其进行深入的研究和分析,使得模型预测控制逐渐发展成为先进控制技术中相对独立的一个分支。模型预测控制是一种有效的优化控制策略,它弥补了现代控制理论解决复杂对象控制问题时所无法避免的不足之处。近年来随着智能控制、PID控制、小波控制、鲁棒控制、混杂系统控制等理论研究领域的不断进步,预测控制理论得到了快速的完善和发展。动态矩阵控制DMC是20世纪80年代产生的一种新型计算机控制方法,是预测控制中最具有代表性的算法之一。它一出现就受到了国内外控制理论界和工业界的重视,成为研究领域最为活跃的一种预测控制算法。首先对工业控制中广泛运用的PID控制算法进行了介绍,并且对改进型PID进行了仿真研究。阐述了神经网络PID算法的控制原理,通过仿真研究,对比分析了传统PID与神经网络PID的控制特性,并指出它们各自的优缺点和适用情况。然后介绍了串级控制系统,提出预测PID串级控制系统,并且通过数字仿真说明了DMC-PID串级控制在改善系统性能上的优越性。最后对控制算法进行了实现研究。简要介绍了实验平台的硬件系统和软件系统。用图形化编程语言LabVIEW进行编程,分别对上位箱以及下位箱的液位进行了实验。通过对PID和DMC控制算法的实验比较,指出了各自的优缺点,得到了预测控制在工业控制的优越性和可行性。