廣義預(yù)測控制的快速算法研究及應(yīng)用.pdf

1、廣義預(yù)測控制(GeneralizedPredictiveControl)是80年代產(chǎn)生的一種新型計算機控制方法，是預(yù)測控制中最具代表性的算法之一。它一出現(xiàn)就受到了國內(nèi)外控制理論界和工業(yè)界的重視，成為研究領(lǐng)域中最為活躍的一種預(yù)測控制算法。但由于其矩陣的計算量大，特別是多變量系統(tǒng)，計算量更大，因此，很不適合工業(yè)過程中一些要求快速性高，實時性強的系統(tǒng)。針對這一問題，本文在參考了大量國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，提出了快速廣義預(yù)測控制算法，并針對典型的工

2、業(yè)模型做了仿真研究。 首先，針對基本廣義預(yù)測控制算法存在的局限性，提出了一種改進的廣義預(yù)測控制算法。該算法很好地抑制了超調(diào)，也兼顧了一定的快速性，但是由于計算量沒有得到實質(zhì)性的減少，因而快速性沒有明顯的提高。預(yù)測函數(shù)控制作為近幾年發(fā)展起來的一種新型預(yù)測控制方法倍受關(guān)注，其最大的特點是控制量計算方程簡單，實時控制計算量小，特別適用于快速系統(tǒng)的控制。因此，在基本廣義預(yù)測控制算法中，引入預(yù)測函數(shù)，提出了一種基于預(yù)測函數(shù)控制的GPC快速

3、算法，克服了改進算法實時性差的缺點，達到了高精度快速跟蹤的目的。 其次，針對工業(yè)過程中，既要求高精度跟蹤又要求輸入平穩(wěn)、防止因激烈變化而損壞設(shè)備的快速系統(tǒng)，提出了一種約束輸入的廣義預(yù)測控制快速算法。該算法在滿足了高精度跟蹤的同時，兼顧了輸入平穩(wěn)無激烈振蕩的性能。 本文從控制理論、設(shè)計算法到將算法應(yīng)用到典型工業(yè)快速系統(tǒng)中的全過程進行了研究。不僅在理論上給予了充分的證明，而且做了大量的仿真實驗。仿真結(jié)果表明了本文所提方法的有