多变量系统的广义预测控制解耦设计

2012年04月19日17:22:35 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

薛美盛，樊　弟，魏衡华
中国科学技术大学自动化系，安徽合肥

摘　　　要：针对在系统关联严重的情况下，通过选择合适的权矩阵，预测控制可以实现间接解耦控制，但是系统的跟踪性能将大大降低的问题，提出了一种带设定值观测器的多变量广义预测解耦控制算法，结合前馈解耦控制策略与广义预测控制律，将其他通道对当前通道的影响作为扰动，从而实现近似解耦。在目标函数中用控制量的增量代替控制量，使控制增量变化不至于过于剧烈。并且增加了一种新的设定值观测器，根据设定值与实际值的偏差实时改变误差权矩阵，进一步减弱了耦合。较后，磨煤机的仿真结果验证了该控制算法的优越性。关　键　词：多变量系统；解耦；广义预测控制；观测器

１　引　言
预测控制算法具有工程背景强、设计简单、鲁棒性强的特点，而且能处理时延和多变量系统，因此在过程控制中得到越来越广泛的应用［１］。随着工业过程生产规模的扩大，现场工业控制的要求也越来越高，尤其是强耦合的多变量系统［２］。传统的预测控制算法没有考虑回路之间的耦合影响，无法达到令人满意的跟踪性能。所以要想取得满意的控制效果，必须研究解耦问题［３］。目前，多变量广义预测控制（ＧＰＣ）的解耦设计方法相对较少，文献［４６］提出了基于目标函数的解耦设计方法；文献［７１１］提出了基于前馈的解耦设计方法；文献［１２１３］提出了基于设定值观测器的解耦设计方法。本文在文献［７，１２］的基础上，提出了一种带设定值观测器的基于前馈控制的多变量广义预测解耦控制算法，实现了近似解耦。

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