先進(jìn)控制技術(shù)教材6預(yù)測(cè)控制liu-展示頁(yè)
2025-08-10 16:29本頁(yè)面
【正文】 、 Hammerstein模型，雙線性系統(tǒng)模型等。4? 基于智能技術(shù)的非線性預(yù)測(cè)控制特點(diǎn)：可以處理非線性，多目標(biāo)，約束等生產(chǎn)邊界條件在幅度變化的異常情況。特點(diǎn)：在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的初期就將系統(tǒng)的不確定性考慮進(jìn)去，使得整個(gè)預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)在實(shí)際控制中面對(duì)對(duì)象不確定時(shí)仍能表現(xiàn)出應(yīng)有的穩(wěn)定性。預(yù)測(cè)控制不但利用當(dāng)前和過(guò)去的偏差值，而且還利用預(yù)測(cè)模型來(lái)預(yù)估過(guò)程未來(lái)的偏差值，以滾動(dòng)優(yōu)化確定當(dāng)前的最優(yōu)輸入策略。 一般來(lái)說(shuō) , 不論其算法如何不同 , 都是以下面將要介紹的三項(xiàng)基本原理為基礎(chǔ)的。 預(yù)測(cè)控制算法中也增加這個(gè)環(huán)節(jié) , 設(shè)定一條系統(tǒng)輸出的參考軌跡 , 引導(dǎo)輸出由當(dāng)前值逐步地過(guò)渡到目標(biāo)設(shè)定值 , “柔化 ” 控制作用的實(shí)施。 它的功能是根據(jù)對(duì)象的歷史信息 (k時(shí)刻以前的輸入 , 見(jiàn)上圖中縱坐標(biāo)軸左方的信息 )和 現(xiàn)時(shí)及未來(lái)時(shí)刻的輸入 (k時(shí)刻及其以后的輸入 , 見(jiàn)上圖 3中縱坐標(biāo)軸右下方帶的虛線 ), 預(yù)測(cè)對(duì)象未來(lái)時(shí)刻的輸出 (k時(shí)刻以后的輸出 , 見(jiàn)上圖中縱坐標(biāo)軸右上方帶的點(diǎn)畫(huà)線 )。 ? ? 預(yù)測(cè)模型具有展示對(duì)象未來(lái)動(dòng)態(tài)行為的功能 , 我們可以任意地給出未來(lái)的控制策略 , 觀察不同策略下輸出的變化 , 從而為比較這些控制策略的優(yōu)劣提供了基礎(chǔ) 。 這一性能指標(biāo)涉及到對(duì)象未來(lái)的行為 , 通常是使對(duì)象輸出跟蹤某一期望輸出 (圖中帶圓圈的曲線 ), 使其與期望軌跡的方差最小 , 也可以取更廣泛的形式 , 例如要求控制的能量最小的同時(shí)保持輸出在某一給定的范圍內(nèi)等等。15? 預(yù)測(cè)控制中的優(yōu)化與傳統(tǒng)的離散最優(yōu)控制有很大的差別。 在每一采樣時(shí)刻 , 優(yōu)化性能指標(biāo)只涉及到從該時(shí)刻起未來(lái)的有限時(shí)間 , 而到下一個(gè)采樣時(shí)刻 , 這一優(yōu)化時(shí)段又同時(shí)向前推移。 不同時(shí)刻優(yōu)化的相對(duì)指標(biāo)形式相同 , 但其絕對(duì)形式 , 即所含的時(shí)間區(qū)域是不同的。16? 3. 反饋校正 預(yù)測(cè)控制是一種閉環(huán)控制 , 在通過(guò)優(yōu)化確定了控制作用以后 , 為了防止模型失配、 環(huán)境干擾等意想不到的因素對(duì)控制產(chǎn)生影響 , 預(yù)測(cè)控制采用了兩種辦法 : 一是對(duì)優(yōu)化得到的控制作用只實(shí)施本時(shí)刻的控制 。 因此預(yù)測(cè)控制的優(yōu)化不僅基于模型 , 而且利用了反饋信息 , 從而構(gòu)成了 閉環(huán)優(yōu)化 。? 一是其模型形式多樣 , 在許多場(chǎng)合下我們只需測(cè)定對(duì)象的的階躍響應(yīng)或是脈沖響應(yīng) , 而不必再辨識(shí)模型的結(jié)構(gòu) , 為實(shí)現(xiàn)建模帶來(lái)了極大的方便 。 而且這種實(shí)施一步 , 然后觀察一下 , 再實(shí)施下一步的控制方法 , 也比較符合人們對(duì)復(fù)雜對(duì)象進(jìn)行控制的認(rèn)知規(guī)律?！ ?9（ MAC）DMC的滾動(dòng)優(yōu)化的滾動(dòng)優(yōu)化? 控制增量的最優(yōu)開(kāi)環(huán)解控制增量的最優(yōu)開(kāi)環(huán)解? 在采樣時(shí)刻在采樣時(shí)刻 t=kT, 根據(jù)性能指標(biāo)，可求出控制根據(jù)性能指標(biāo)，可求出控制增量的最優(yōu)開(kāi)環(huán)解增量的最優(yōu)開(kāi)環(huán)解? 但由于完全根據(jù)預(yù)測(cè)模型，故為開(kāi)環(huán)解。DMC的反饋校正的反饋校正? 在在 t=kT 時(shí)刻時(shí)刻 ， u(k)已實(shí)施到系統(tǒng)上已實(shí)施到系統(tǒng)上? t=(k+1)T時(shí)刻時(shí)刻 , 可測(cè)到實(shí)際輸出值可測(cè)到實(shí)際輸出值 y(k+1)? 比較比較 y(k+1)出與預(yù)測(cè)值出與預(yù)測(cè)值 ? 基于基于 e(k+1)對(duì)未來(lái)偏差的預(yù)測(cè)為對(duì)未來(lái)偏差的預(yù)測(cè)為 hi*e(k+1), (h1=1， i=2, …… ,N) DMC在線控制程序流程在線控制程序流程DMC初始化程序初始化程序 流程圖流程圖 DMC在線計(jì)算程序在線計(jì)算程序 流程圖流程圖 設(shè)置控制初值 u0→ u 檢測(cè)實(shí)際輸出 y0,并設(shè)置預(yù)測(cè) 初值 y0→ y(i), i=1,2,…, N 計(jì)算控制
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