直接廣義預測控制算法研究.pdf

1、廣義預測控制(GPC)是一種魯棒性強、能夠有效地克服系統(tǒng)滯后、可應用于開環(huán)不穩(wěn)定非最小相位系統(tǒng)的先進控制算法，但由于它需要Diophantine方程計算、矩陣求逆和最小二乘的遞推求解，因此計算量很大，本文針對此缺陷提出四種不基于對象模型且實時性高的廣義預測控制快速算法，為廣義預測控制應用于實時性要求高的快速系統(tǒng)奠定了理論基礎，具體研究工作如下。 (1)對參數(shù)未知單輸入單輸出線性系統(tǒng)提出一種參數(shù)自適應直接廣義預測控制(DGPC)方

2、法，該方法直接辨識廣義預測控制器參數(shù)，即基于廣義誤差估計值對控制器參數(shù)和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應調(diào)整。然后利用中值定理將參數(shù)未知單輸入單輸出非線性系統(tǒng)線性化變?yōu)闀r變線性系統(tǒng)，在自適應辨識中對時變參數(shù)采用三次樣條函數(shù)進行逼近，以此將單輸入單輸出線性系統(tǒng)直接廣義預測控制方法推廣到單輸入單輸出非線性系統(tǒng)。最后，將此方法推廣到多輸入多輸出線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。 (2)對參數(shù)未知單輸入單輸出線性系統(tǒng)提出一種徑向基函數(shù)(RBF)

3、網(wǎng)絡的直接廣義預測控制方法，該方法利用RBF網(wǎng)絡來逼近控制增量表達式，直接設計出廣義預測控制器，并基于廣義誤差估計值對控制器參數(shù)即網(wǎng)絡權(quán)值和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應調(diào)整。然后將單輸入單輸出線性系統(tǒng)RBF網(wǎng)絡廣義預測控制方法推廣到單輸入單輸出非線性系統(tǒng)。最后，將此方法推廣到多輸入多輸出線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。 (3)對參數(shù)未知單輸入單輸出線性系統(tǒng)提出一種模糊自適應的直接廣義預測控制方法，該方法利用模糊邏輯來逼近控制增量表

4、達式，直接設計出廣義預測控制器，并基于廣義誤差估計值對控制器參數(shù)權(quán)值和廣義誤差估計值中的未知向量進行自適應調(diào)整。然后將單輸入單輸出線性系統(tǒng)模糊自適應廣義預測控制方法推廣到單輸入單輸出非線性系統(tǒng)。最后，將此方法推廣到多輸入多輸出線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)。 (4)提出一種基于灰色模型的多變量廣義預測控制算法，該算法所需估計的參數(shù)少，而且多步情況下無需求解Diophantine方程，從而使計算量明顯減少，極大的提高了實時性。 上述