基于狀態(tài)等式約束的動(dòng)態(tài)矩陣控制算法分析.pdf

1、模型預(yù)測(cè)控制(MPC)是一種新型計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制算法。模型(MPC)預(yù)測(cè)控制算法的特點(diǎn)是：系統(tǒng)模型形式多樣化，對(duì)模型精度要求較低，模型易于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)獲得，不需要復(fù)雜的系統(tǒng)辨識(shí)與建模；同時(shí)采用反饋校正基礎(chǔ)上的在線滾動(dòng)優(yōu)化取代傳統(tǒng)的最優(yōu)控制，滾動(dòng)優(yōu)化能夠及時(shí)地對(duì)系統(tǒng)存在的諸多不確定因素的有害影響進(jìn)行補(bǔ)償和抑制，因而使控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的魯棒性能，而且在線計(jì)算相對(duì)比較簡(jiǎn)單。MPC的典型算法有三種：模型算法控制(MAC)、動(dòng)態(tài)矩陣控制(DMC)、廣

2、義預(yù)測(cè)控制(GPC)。它們都是基于模型預(yù)測(cè)、滾動(dòng)優(yōu)化、反饋校正三大環(huán)節(jié)。 在模型預(yù)測(cè)控制的核心是在線滾動(dòng)優(yōu)化，在眾多理論研究文獻(xiàn)中，這一在線優(yōu)化問題都被簡(jiǎn)化成無約束的二次型性能指標(biāo)優(yōu)化，這與其實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的狀況差別很大。在預(yù)測(cè)控制發(fā)展的30多年時(shí)間中，針對(duì)有擾動(dòng)、有攝動(dòng)和有約束的模型預(yù)測(cè)控制(MPC)已經(jīng)得到關(guān)注與發(fā)展，非線性MPC(NLMPC)和約束MPC(CMPC)已成為預(yù)測(cè)控制研究的熱點(diǎn)問題。在工業(yè)過程中，預(yù)測(cè)控制的成功應(yīng)

3、用大多是在多變量有約束的情況下，因此對(duì)約束預(yù)測(cè)控制的研究有重要的實(shí)際意義。 本文主要研究有約束的DMC的系統(tǒng)優(yōu)化問題。對(duì)于狀態(tài)變量存在等式約束關(guān)系的情況，首先建立有約束的被控對(duì)象系統(tǒng)，構(gòu)造關(guān)于狀態(tài)變量的約束子空間，再采用投影卡爾曼濾波器作為系統(tǒng)的狀態(tài)觀測(cè)器，重構(gòu)系統(tǒng)的狀態(tài)變量，不僅抑制了噪聲隨機(jī)干擾，而且使得重構(gòu)狀態(tài)更好的符合約束條件，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。隨后利用MATLAB進(jìn)行仿真，通過實(shí)際模擬仿真來證實(shí)該算法的可行