基于概率約束的動態(tài)矩陣控制算法分析.pdf

1、模型預(yù)測控制(MPC)是一種基于模型預(yù)測的先進計算機優(yōu)化控制算法。它的典型算法有三大類：模型算法控制(MAC)、動態(tài)矩陣控制(DMC)、廣義預(yù)測控制(GPC)。它們都是基于模型預(yù)測、滾動優(yōu)化、反饋校正三大環(huán)節(jié)。模型(MPC)預(yù)測控制策略的特點是：模型在工業(yè)現(xiàn)場易于獲得，不需要復(fù)雜的系統(tǒng)辨識與建模；采用反饋校正基礎(chǔ)上的在線滾動優(yōu)化取代傳統(tǒng)的最優(yōu)控制，因而可以克服各種不確定性因素的影響，增強系統(tǒng)的魯棒性，而且在線計算相對比較簡單。

2、30多年來，預(yù)測控制已經(jīng)發(fā)展到針對有擾動、有攝動和有約束的模型預(yù)測控制(MPC)，并研究其穩(wěn)定性、魯棒性、可行性等。非線性MPC(MLMPC)和約束MPC(CMPC)已成為預(yù)測控制研究的熱點問題。其研究的范圍主要涉及到預(yù)測控制的以下方面： (1)對現(xiàn)有基本算法作技術(shù)性的修正。 (2)從單變量到多變量的推廣，把只適合于穩(wěn)定對象的算法推廣到非自衡系統(tǒng)，把預(yù)測控制的應(yīng)用范圍推廣到非線性及分布參數(shù)系統(tǒng)。 (3)優(yōu)化目標(biāo)函

3、數(shù)的選取。 (4)預(yù)測模型的選取。 (5)引入大系統(tǒng)方法，以處理高維或信息不全的系統(tǒng)。 (6)將基本控制算法與先進的控制思想與控制結(jié)構(gòu)相結(jié)合。此外，預(yù)測控制還涉及系統(tǒng)的可行性、穩(wěn)定性、魯棒性等方面的研究，并且為了滿足控制系統(tǒng)實時性的要求，對有約束系統(tǒng)減少在線優(yōu)化的計算和使控制算法盡可能透明化等方面也進行了一些有意義的研究。 模型預(yù)測控制的核心是在線滾動優(yōu)化，在眾多理論研究文獻中，這一在線優(yōu)化問題都被簡化成

4、無約束的二次型性能指標(biāo)優(yōu)化，這與其實際工業(yè)應(yīng)用的狀況相去甚遠(yuǎn)。在工業(yè)過程中，預(yù)測控制的成功應(yīng)用大多是在多變量有約束的情況下，因此對約束預(yù)測控制的研究有重要的實際意義。 本文主要研究有約束的系統(tǒng)優(yōu)化控制問題。首先建立有約束的被控對象系統(tǒng)，對于每一時刻的系統(tǒng)狀態(tài)所受的約束用概率形式描述，進而根據(jù)高斯近似把概率形式約束指標(biāo)轉(zhuǎn)換為確定性約束后，同時引入具有補償作用的觀測器來解決在數(shù)據(jù)傳輸過程中會產(chǎn)生時延問題，并且對于所建立起來的科學(xué)動態(tài)