參數(shù)未知直接廣義預(yù)測控制的研究.pdf

1、廣義預(yù)測控制是面向工業(yè)發(fā)展起來的一種先進(jìn)控制算法，一直深受控制界的關(guān)注。然而實時性問題一直是廣義預(yù)測控制的一個很有實用意義的研究課題。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，提出了一些改進(jìn)算法，并且通過仿真研究證明了其有效性。全文的主要內(nèi)容為： (1)本文首先從線性系統(tǒng)入手，針對一類參數(shù)未知的單輸入單輸出線性系統(tǒng)提出了一種參數(shù)未知直接自適應(yīng)廣義預(yù)測控制算法，該算法基于廣義誤差估計值對控制器參數(shù)和廣義誤差估計值中的未知參數(shù)用投影算法進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整

2、，從而得到控制律。理論證明該方法可使廣義誤差估值收斂到原點的一個小鄰域內(nèi)。理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果證明了該方法可以推廣到多變量系統(tǒng)。 (2)針對非線性系統(tǒng)，本文先利用中值定理將參數(shù)未知的非線性轉(zhuǎn)化為時變線性系統(tǒng)，再采用三次樣條函數(shù)對時變的控制器參數(shù)和廣義誤差估計值的未知參數(shù)進(jìn)行線性逼近，然后可以應(yīng)用線性系統(tǒng)的方法對未知參數(shù)進(jìn)行直接自適應(yīng)辨識，從而提出一種參數(shù)未知非線性直接自適應(yīng)廣義預(yù)測控制算法。仿真結(jié)果驗證了該算法的有效性。

3、(3)本文結(jié)合灰色系統(tǒng)理論，提出了一種基于灰色預(yù)測模型的直接廣義預(yù)測控制算法，該算法將灰色預(yù)測模型應(yīng)用到廣義預(yù)測控制中，利用廣義誤差直接辨識控制器參數(shù)，因此該算法具有使用原數(shù)據(jù)少，估計參數(shù)少，同時避免求解Diophantine方程和求解逆矩陣等特點，計算量大大減少，實時性得到了明顯提高。對于多變量系統(tǒng)，本文用兩種方法設(shè)計控制器，一是利用前饋解耦，再分別設(shè)計控制器；二是不用解耦，應(yīng)用綜合方法設(shè)計控制器。最后仿真結(jié)果證明了上述算法的有效性。