復雜工業(yè)過程多模型預(yù)測控制策略及其應(yīng)用研究.pdf

1、預(yù)測控制來源于工程實踐，具有模型精度要求低、在線計算方便、控制綜合效果好的特點，在實踐中得到十分成功的應(yīng)用。隨著工業(yè)過程控制要求的不斷提高，基于單一模型的預(yù)測控制器已經(jīng)難以滿足復雜工業(yè)過程的控制要求，對多模型預(yù)測控制的研究能夠拓寬預(yù)測控制的應(yīng)用范圍，提高復雜工業(yè)過程的控制性能，無疑具有理論意義和實際價值。 文章首先總結(jié)已有的研究成果，將多模型預(yù)測控制分為加權(quán)多模型預(yù)測控制和切換多模型預(yù)測控制，根據(jù)控制律求取方式的不同，每一類又可

2、分為基于控制器的和基于模型的兩種形式。多模型預(yù)測控制的關(guān)鍵不在于預(yù)測控制算法本身，而在于如何選擇加權(quán)或者切換策略，文中總結(jié)了已有的切換和加權(quán)方式，提出多步預(yù)測控制律加權(quán)平均是多模型預(yù)測控制特有的平滑切換方式。文章主要對以下幾個方面進行了研究： 在建立多模型集方面，針對一類工業(yè)過程，采用可以描述系統(tǒng)動態(tài)特性且容易獲得的主要參數(shù)如主導時間常數(shù)、增益和純滯后時間的極大極小值，通過等模型距離的方法建立系統(tǒng)的多模型集表示，以在線遞推貝葉斯

3、概率加權(quán)方法組合子模型作為預(yù)測模型設(shè)計預(yù)測控制器，仿真結(jié)果驗證了此方法的有效性。 在控制算法方面，為了減少計算量，對具有較少計算量的預(yù)測函數(shù)控制進行了研究。針對具有時滯可測擾動的一階慣性典型工業(yè)過程，基于Smith預(yù)估補償思想，考慮擾動通道和控制通道純滯后時間的相對大小，提出一種改進的具有解析解的預(yù)測函數(shù)控制算法，并將其推廣到了多變量系統(tǒng)；另外，針對基于T-S模糊模型的預(yù)測控制存在計算量大的缺點，從預(yù)測控制的誤差補償環(huán)節(jié)入手，提