利用曲线拟合进行反馈校正的新型动态矩阵控制算法

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70年代末80年代初在工业实践中直接得出的预测控制算法在各个工程领域得到了广泛和成功的应用;80年代针对当时的预测控制算法进行系统分析而产生的内模控制理论在近十多年得到迅速发展,产生了多种设计方法,如零极点对消法、有限拍法、H2优化法等。同时也促进了本质上属于内模控制结构的预测控制算法的发展。其中,对建立在非参数阶跃响应模型基础上的动态矩阵控制算法的改进和应用尤为活跃。 为了找出零极点对消法、H2优化法、动态矩阵控制算法在应用中各自的优缺点,本文选取有时滞的非最小相位二阶系统为控制对象,在采用同样的反馈滤波的前提下,分别用这三种方法设计前馈控制器,分析各自的快速性、鲁棒性及抗扰性,并且相互作了比较。 由于动态矩阵控制是预测控制算法中最重要的一种,算法比较直观简单、鲁棒性强、应用广泛。本文提出一种新型算法实现反馈校正,对过去时刻的模型误差进行曲线拟合,用得到的曲线预测未来时刻的模型误差并做加权处理,从而得到未来时刻模型预测输出值。在不影响其稳定性的情况下,改善其快速性。在研究过程中,发现对于变化较为剧烈的系统,用固定的加权值会造成鲁棒性下降,于是引入系统误差和模型失配率对加权值进行在线分段调节,使系统控制性能得到进一步改善。仿真研究结果证实了该算法的有效性。关键词:预测控制内模控制动态矩阵控制法曲线拟合
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