非線性系統(tǒng)的多層次多模型預測控制方法研究.pdf

1、通常實際的工業(yè)系統(tǒng)中具有多個非線性環(huán)節(jié)，并且有些工業(yè)系統(tǒng)具有顯著的非線性特征、復雜的運行工況，從而導致系統(tǒng)難于控制?；诙嗄Ｐ徒Y(jié)構(gòu)的預測控制方法已經(jīng)成為解決非線性系統(tǒng)控制問題的一種有效手段。然而當多變量非線性系統(tǒng)的工況大范圍變化時，傳統(tǒng)的多模型方法無法有效地描述系統(tǒng)的動態(tài)過程，進而影響系統(tǒng)的動態(tài)性能。本論文針對此問題，提出了基于多層次多模型的預測控制方法體系。具體研究成果如下：
　　 1)針對復雜非線性系統(tǒng)建模問題，提出了多層次

2、多模型結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)由多個層次的多模型構(gòu)成，不同層次具有相同的全局操作空間，且各個層次子操作空間的覆蓋范圍大小不同。仿真實驗結(jié)果表明多層多模型較傳統(tǒng)單層多模型能更好地解決非線性系統(tǒng)建模問題；
　　 2)針對工況大范圍變化的復雜非線性系統(tǒng)控制問題，將多層次多模型結(jié)構(gòu)與多變量GPC算法相結(jié)合，提出了多層次多模型預測控制方法。仿真結(jié)果表明，多層次多模型預測控制算法較傳統(tǒng)多模型預測控制算法能更有效地解決非線性系統(tǒng)工況發(fā)生大范圍變化時的控制

3、問題；
　　 3)針對多層次多模型預測控制方法中的層次切換問題，在分析不同層次模型的特點以及在控制系統(tǒng)中的作用的基礎(chǔ)上，提出了基于輸出偏差及其變化率的多層次多模型切換方法。pH中和過程的仿真研究表明了該方法具有較好的控制效果；
　　 4)通過分析多輸入多輸出系統(tǒng)各通道非線性程度對模型層次切換的影響，提出了以多變量系統(tǒng)中非線性程度較弱的通道的輸出偏差作為層次模型切換準則的模型切換方法；通過研究層次間模型切換過程對系統(tǒng)動態(tài)特