非線性系統(tǒng)的多層次多模型預(yù)測(cè)控制方法研究.pdf

1、通常實(shí)際的工業(yè)系統(tǒng)中具有多個(gè)非線性環(huán)節(jié)，并且有些工業(yè)系統(tǒng)具有顯著的非線性特征、復(fù)雜的運(yùn)行工況，從而導(dǎo)致系統(tǒng)難于控制。基于多模型結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)控制方法已經(jīng)成為解決非線性系統(tǒng)控制問(wèn)題的一種有效手段。然而當(dāng)多變量非線性系統(tǒng)的工況大范圍變化時(shí)，傳統(tǒng)的多模型方法無(wú)法有效地描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，進(jìn)而影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。本論文針對(duì)此問(wèn)題，提出了基于多層次多模型的預(yù)測(cè)控制方法體系。具體研究成果如下：
　　 1)針對(duì)復(fù)雜非線性系統(tǒng)建模問(wèn)題，提出了多層次

2、多模型結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)由多個(gè)層次的多模型構(gòu)成，不同層次具有相同的全局操作空間，且各個(gè)層次子操作空間的覆蓋范圍大小不同。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明多層多模型較傳統(tǒng)單層多模型能更好地解決非線性系統(tǒng)建模問(wèn)題；
　　 2)針對(duì)工況大范圍變化的復(fù)雜非線性系統(tǒng)控制問(wèn)題，將多層次多模型結(jié)構(gòu)與多變量GPC算法相結(jié)合，提出了多層次多模型預(yù)測(cè)控制方法。仿真結(jié)果表明，多層次多模型預(yù)測(cè)控制算法較傳統(tǒng)多模型預(yù)測(cè)控制算法能更有效地解決非線性系統(tǒng)工況發(fā)生大范圍變化時(shí)的控制

3、問(wèn)題；
　　 3)針對(duì)多層次多模型預(yù)測(cè)控制方法中的層次切換問(wèn)題，在分析不同層次模型的特點(diǎn)以及在控制系統(tǒng)中的作用的基礎(chǔ)上，提出了基于輸出偏差及其變化率的多層次多模型切換方法。pH中和過(guò)程的仿真研究表明了該方法具有較好的控制效果；
　　 4)通過(guò)分析多輸入多輸出系統(tǒng)各通道非線性程度對(duì)模型層次切換的影響，提出了以多變量系統(tǒng)中非線性程度較弱的通道的輸出偏差作為層次模型切換準(zhǔn)則的模型切換方法；通過(guò)研究層次間模型切換過(guò)程對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特