分布式預(yù)測(cè)函數(shù)控制及其應(yīng)用研究.pdf

1、預(yù)測(cè)函數(shù)控制是在模型預(yù)測(cè)控制成熟的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種控制方法,其通過(guò)對(duì)控制輸入結(jié)構(gòu)化,使控制作用更具規(guī)律性,且計(jì)算量小,是預(yù)測(cè)控制發(fā)展的一個(gè)新方向。另一方面,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,預(yù)測(cè)控制已不再局限于集中式控制,而更多采用的是分布式控制,這就給傳統(tǒng)的控制問(wèn)題帶來(lái)了新的要求和挑戰(zhàn)。本文在預(yù)測(cè)函數(shù)控制和分布式控制的基礎(chǔ)上提出了分布式預(yù)測(cè)函數(shù)控制,并從理論和應(yīng)用兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了基于階躍響應(yīng)

2、的單變量預(yù)測(cè)函數(shù)控制原理和具體算法,并對(duì)其參數(shù)選取原則進(jìn)行了闡述。該算法計(jì)算簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn),適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要;仿真結(jié)果顯示,其控制性能良好,能準(zhǔn)確、快速跟蹤設(shè)定值。⑵針對(duì)大規(guī)模系統(tǒng)控制問(wèn)題,提出了分布式預(yù)測(cè)函數(shù)控制方法。這種方法將一個(gè)大規(guī)模系統(tǒng)的控制問(wèn)題分散到子系統(tǒng)中去分布解決,降低了控制問(wèn)題的規(guī)模和復(fù)雜性;同時(shí),每個(gè)子系統(tǒng)之間可以進(jìn)行信息交換,并采用預(yù)測(cè)函數(shù)控制作為控制策略,使控制輸入結(jié)構(gòu)化,有效的減少了在線計(jì)算量。⑶推導(dǎo)了以階躍響應(yīng)

3、為模型的分布式預(yù)測(cè)函數(shù)控制算法,討論了算法穩(wěn)定性,證明了其迭代收斂條件。并以多變量耦合系統(tǒng)為對(duì)象進(jìn)行了仿真研究,給出了模型失配時(shí)的仿真結(jié)果,該算法有效的完成了控制任務(wù),提高了控制性能。⑷針對(duì)四水箱液位控制系統(tǒng)的特點(diǎn),建立了相互耦合的多變量模型,研究了其分布式預(yù)測(cè)函數(shù)控制方案。通過(guò)SCL(Structured Control Language)編寫(xiě)分布式預(yù)測(cè)函數(shù)控制算法,應(yīng)用在基于PLC(Programmable Logic Contro