基于預(yù)測(cè)控制的球桿系統(tǒng)控制方法研究.pdf

1、隨著在工業(yè)過(guò)程中的成功應(yīng)用，基于線性模型的廣義預(yù)測(cè)控制算法(GPC)由于其良好的控制性能、魯棒性和抗干擾性能，已成為當(dāng)前控制理論界和工業(yè)控制界的熱門(mén)話題。但在實(shí)際工業(yè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)存在非最小相位、多變量強(qiáng)耦合、大滯后等非線性特性，廣義預(yù)測(cè)控制算法很難直接應(yīng)用。近年來(lái)，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在非線性系統(tǒng)建模與控制中的廣泛應(yīng)用，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性預(yù)測(cè)控制逐漸成為解決復(fù)雜非線性控制問(wèn)題的重要方法，并在工業(yè)過(guò)程控制中顯示了其優(yōu)良的控制性能，有著廣闊的應(yīng)

2、用前景。
　　本文在球桿系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)廣義預(yù)測(cè)控制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)控制進(jìn)行研究。首先介紹了球桿系統(tǒng)的特性、組成及工作原理，建立了球桿系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其特性進(jìn)行分析，為后面對(duì)球桿系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　在闡述模型預(yù)測(cè)控制基本原理的基礎(chǔ)上，對(duì)廣義預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行了分析，并提出了一種改進(jìn)的隱式廣義預(yù)測(cè)控制算法。通過(guò)對(duì)兩種方法的MATLAB仿真結(jié)果的對(duì)比，可以看出隱式廣義預(yù)測(cè)控制可以減少震蕩，提高系統(tǒng)的快速性。

3、r>　　為了使預(yù)測(cè)控制廣泛的應(yīng)用于非線性系統(tǒng)，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入到預(yù)測(cè)控制中。介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用LM算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型改進(jìn)。進(jìn)而對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行分析，通過(guò)仿真結(jié)果可以看出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)控制算法具有更好的控制效果。
　　在構(gòu)建的球桿系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，設(shè)計(jì)了球桿系統(tǒng)的廣義預(yù)測(cè)控制器、隱式廣義預(yù)測(cè)控制器以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)控制器，對(duì)各個(gè)控制器進(jìn)行了MATLAB仿真，仿真結(jié)果表明，這幾種算法都能得