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广义预测控制(GPC)自出现以来,就受到了国内外工业控制界的重视,成为研究领域最为活跃的一种预测控制算法,被看作是一种通用的控制器.然而,对于GPC算法,一直没有得到通用的稳定性结果。稳定广义预测控制(SGPC)就是针对GPC算法缺乏稳定性保证而提出的一种改进算法。本文研究了线性离散系统的稳定广义预测控制问题,主要结果如下:
⑴针对一类有约束的线性离散系统,提出一种基于状态空间模型的稳定广义预测控制算法。首先通过传递函数的状态空间实现,得到被控对象的离散状态空间形式;然后引入Deadbeat状态反馈矩阵并给出约束条件的等价性定理,实现了约束条件的等价转化;最后通过等价约束条件优化性能指标函数求解控制律.该算法在求解控制律时无需求解Bezout方程,仍然满足终端约束条件并实现对非零参考输入的跟踪控制,仿真实例表明该方法具有良好的稳定性。
⑵在稳定广义预测控制状态空间结构的基础上,提出一种稳定广义预测控制极点配置算法,保证系统的闭环稳定性。
⑶针对一类有界不确定线性离散被控对象,采用Min-Max优化方法,提出一种新的稳定广义预测控制(MMSGPC)算法,首先在稳定广义预测控制的状态空间结构的基础上,对其预测方程和性能指标进行变换,并加入了有界不确定性,然后采用Min-Max优化方法,将终端约束条件转化为不确定性最差情况对应的线性方程,最后通过引入矩阵的Moore-Penrose逆,得到了线性方程的通解并求得了最优控制律.仿真实例验证了该方法的稳定效果.