基于卡尔曼滤波的干扰观测方法在预测控制中的应用

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:macguys
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自20世纪70年代问世以来,模型预测控制以其对模型要求低、控制综合质量好、在线计算方便的优点,已经发展成为一个具有丰富理论和实践内容的学科分支,并且越来越受到工业控制界的关注。但是,针对广泛存在于工业生产过程中的不可测干扰问题,目前还无法较好的处理,需要进行深入的研究。目前大多数预测控制技术通过将输出恒值干扰包含在过程模型中来解决这个问题,但是当不可测干扰从其他环节进入控制系统时,这种方法往往不能实现无静差控制。本文基于卡尔曼滤波器,通过一种性能优于输出干扰模型的更为一般的干扰模型来解决这个问题,并给出了基于该模型下的预测控制实现无静差控制所需要的条件。动态矩阵控制算法是应用最广泛的预测控制算法。但是由于其在整个预测时域内,假设当前时刻得到的预测值与实际测量值的偏差不变,因此对工业生产中广泛存在的不可测干扰缺乏有效的提前估计,从而导致其抗不可测干扰的能力较弱。为了提高动态矩阵控制算法的控制性能,本文分别对两种动态矩阵控制算法设计了基于卡尔曼滤波器的前馈补偿方法,从而提高了两种算法处理不可测干扰的能力。首先利用干扰模型将不可测干扰增广为系统的状态变量,接着通过卡尔曼滤波器估计其大小及其对输出的影响,然后结合估计出的干扰采用前馈补偿控制策略改进动态矩阵控制算法。由于卡尔曼滤波器和预测控制器都采用线性设计方法,因此该算法在线计算量少,满足控制实时性的要求,同时能够有效克服不可测干扰对系统输出的影响。仿真结果表明,在不可测干扰存在的情况下,该控制方法能显著提高控制性能,完全实现了无静差控制。
其他文献
近年来我国的光伏发电产业在一些地区发展迅速。由于各个光伏电站往往进入“各自为战”的状态,每个小型光伏电站都配备了各自的技术运行和管理人员,电站间缺乏有效协调及调度与监控,众多小型光伏电站集群控制是目前亟待解决的问题。因此,2011年12月,“风电场、光伏电站集群控制系统研究与开发”项目正式列入国家863项目。论文分析了光伏发电控制三层系统结构,包括主控层、厂站层、现地层,以大型光伏电站为背景,设计
本文在对国内外已应用的动态称重系统使用现状进行研究的基础上,分析了目前使用的动态称重系统存在的问题,提出相关的改进措施,设计了基于DSP的汽车动态称重系统,并通过实验进行了验证。首先分析了汽车的运动状态与动力特性,得到包括汽车速度、汽车振动、地面不平整等影响汽车动态称重精度的一系列因素,采用三维简化模型,通过研究汽车行进过程中振动产生的种类和原因,提出动态称重系统的设计思想,从硬件和软件两方面找出
近年来,轨道交通成为我国各大城市交通体系的命脉,并持续高速发展。在不断增加的运营压力下,现行维修技术方法的低效难以满足大量轨道车辆的维保需求,成为列车安全保障的突出
我国是农业大国,也是水利大国,水利在国民经济发展中占有举足轻重的地位。国家在“十二五”规划中提出要建设新农村,加强农村饮水安全工程建设,大力推进农村集中式供水。目前,众多
近年来,声发射检测技术广泛应用于在石油化工、材料、航天航空、电力、金属加工、交通运输等领域,但声发射仪的校准作为其质量保证在国内却尚未形成统一的技术标准。针对这一问题,本文分别建立了声发射传感器和声发射仪主机的校准系统,研究了不同方法校准声发射传感器的一致性,并探讨了采用电信号直接校准声发射仪主机技术指标的可行性。本文的主要工作有:1.搭建了光学参考换能器法和互易法的表面波和纵波校准系统,并从传感
为了使随动系统在实际工作过程中有更好的表现,研究随动系统的负载特性,模拟实际运行中的各种负载是很有必要的。以往很多测试系统都是基于传统仪器设计的,随着计算机技术的
图像信息融合的目的是综合同一个场景的多个图像的信息,或同一个图像的多角度信息,得到更适合人的视觉和计算机视觉的一幅图像,或更适合进一步图像处理需要的图像。图像融合
学位
随着能源紧缺和环境污染的加剧,电力需求侧管理作为节能减排的重要手段之一,越来越受到世界各国的重视。在电力系统的各个环节中,80%的电能主要消耗在用户需求侧,加强用户端
汽油发电机是对外输出电能的设备,由汽油机带动发电机工作。发电机一般情况下为同步交流发电机,输出频率与汽油机的转速有关。因此,要保证发电机的供电品质,必须采用调速器来调节