模型預(yù)測(cè)控制器自愈研究及其在一級(jí)倒立擺裝置上的應(yīng)用.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)日趨復(fù)雜化、大型化，使得被控過程往往具有強(qiáng)耦合性，非線性，大滯后性，存在約束等特征，傳統(tǒng)的控制算法已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)要求。為此各類先進(jìn)控制算法應(yīng)運(yùn)而生，其中，由于模型預(yù)測(cè)控制具有反饋校正、滾動(dòng)優(yōu)化、良好的處理約束能力等特點(diǎn)，應(yīng)用尤為廣泛。雖然在模型預(yù)測(cè)控制器投運(yùn)初期，控制器能保持一個(gè)很好的性能，然而隨著時(shí)間的推移，環(huán)境以及過程對(duì)象的一些物理參數(shù)等發(fā)生變化，從而導(dǎo)致控制器性能下降，此時(shí)必須采取相應(yīng)的自愈算法，進(jìn)行調(diào)整。
　

2、　 首先，本文建立了一級(jí)倒立擺裝置線性時(shí)不變狀態(tài)空間模型，然后，分析了能控、能觀性及穩(wěn)定性。在性能分析的基礎(chǔ)上，對(duì)一級(jí)倒立擺裝置設(shè)計(jì)了鎮(zhèn)定器，構(gòu)造了穩(wěn)定的一級(jí)倒立擺廣義系統(tǒng)。另外由于自愈算法實(shí)驗(yàn)的需要，人為構(gòu)造了兩種倒立擺模型失配情況，并推導(dǎo)出各自失配后的狀態(tài)空間模型并加以穩(wěn)定性分析。
　　 其次，為了解決模型預(yù)測(cè)控制器投運(yùn)一段時(shí)間后性能下降問題，本文利用最小協(xié)方差約束控制器原理，設(shè)計(jì)了擴(kuò)展的最小協(xié)方差約束控制性能評(píng)價(jià)及控制器

3、參數(shù)自愈方法，該方法可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)性能，當(dāng)檢測(cè)控制器性能下降后，通過提高控制器魯棒性的方法來調(diào)整控制器參數(shù)Q，R，使得控制器性能恢復(fù)到控制指標(biāo)以內(nèi)。另外，本文還提出了一種基于子空間辨識(shí)的模型預(yù)測(cè)控制器自愈方案，當(dāng)模型失配嚴(yán)重時(shí)，該方法利用子空間辨識(shí)的手段重新辨識(shí)對(duì)象模型參數(shù)A，B，C，D，調(diào)整控制器模型參數(shù)，使得控制器性能恢復(fù)。
　　 最后，針對(duì)中煙公司黃山卷煙廠烘絲機(jī)出口水分S7-400 PLC控制系統(tǒng)升級(jí)項(xiàng)目，利用St