基于定量反饋理論（QFT）的預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)實(shí)中大部分系統(tǒng)都具有不確定性，因此對(duì)不確定性系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)一直是研究的熱點(diǎn)。定量反饋理論(QFT)與預(yù)測(cè)控制是兩種已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的對(duì)不確定性系統(tǒng)的控制方法。其中定量反饋理論足一種針對(duì)反饋控制系統(tǒng)中具有高度不確定性的頻率域工程設(shè)計(jì)理論，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：可以定量地估計(jì)反饋的代價(jià)；町以考慮相位信息；在設(shè)計(jì)過程中可以直觀地權(quán)衡控制器復(fù)雜性與控制性能。預(yù)測(cè)控制足一種基于模型的控制算法，其所具有的模型預(yù)測(cè)、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正三大特征使之成為了

2、一種重要的先進(jìn)控制策略。這兩種方法在理論方面都取得了長(zhǎng)足發(fā)展，在工業(yè)、民用和航空航天等領(lǐng)域也取得了很多成功應(yīng)用。深入研究并且充分利用這兩種控制策略的優(yōu)點(diǎn)，把這兩種理論結(jié)合起來，形成新的控制策略，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。 本文主要針對(duì)如何把定量反饋與預(yù)測(cè)控制結(jié)合起來，做到揚(yáng)長(zhǎng)避短，提出了幾種結(jié)合方案并且進(jìn)行了控制性能分析。本文的創(chuàng)新工作內(nèi)容如下： 1．針對(duì)單輸入單輸出系統(tǒng)，提出了把定量反饋理論與廣義預(yù)測(cè)控制理論相結(jié)合的方

3、式，其中預(yù)測(cè)模型為在線辨識(shí)；該方法是在對(duì)定量反饋設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，采用雙回路控制，內(nèi)回路采用定量反饋控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)不確定性的控制，外同路采用自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制實(shí)現(xiàn)各種性能要求并且提高系統(tǒng)魯棒性。 2．針對(duì)單輸入單輸出系統(tǒng)，提出了基于定量反饋理論的廣義預(yù)測(cè)魯棒控制方法；得到了設(shè)計(jì)魯棒穩(wěn)定控制器的充分條件；控制器的參數(shù)可以在線調(diào)節(jié)以改變控制性能；該方法可以有效地改善對(duì)系統(tǒng)的控制效果，提高了控制器的靈活性。 3．為了進(jìn)一步提

4、高控制性能，提出了在廣義內(nèi)模結(jié)構(gòu)下把定量反饋理論與連續(xù)廣義預(yù)測(cè)控制結(jié)合起來的控制器，給出了設(shè)計(jì)魯棒穩(wěn)定控制器的充分條件；仿真結(jié)果也表明了該方法可以非常大地改善了控制效果，特別是在抑制控制量波動(dòng)方面。 4．針對(duì)多輸入多輸出系統(tǒng)，提出把多變量定量反饋理論與多變量自適應(yīng)廣義預(yù)測(cè)控制相結(jié)合，由于采用模塊化設(shè)計(jì)，可以在不增加設(shè)計(jì)難度的基礎(chǔ)上改善控制效果，并且提高控制器的靈活性。 5．針對(duì)多輸入多輸出系統(tǒng)，首先利用多變最定量反饋控制