基于輸入非線性MPC的過程控制系統(tǒng)研究.pdf

1、預(yù)測控制(MPC)是上世紀(jì)70年代產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種基于模型的計算機(jī)控制算法，是工業(yè)過程控制的一種典型方法。本文從自動控制理論的發(fā)展歷程入手，對預(yù)測控制的基本思想和發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述。包括線性預(yù)測控制到輸入非線性預(yù)測控制的過渡，以及一般的非線性預(yù)測控制和輸入非線性預(yù)測控制的關(guān)系。提出輸入非線性預(yù)測控制是線性預(yù)測控制與非線性預(yù)測控制之間一個很好的折中。 首先考慮簡單的線性預(yù)測控制。利用仿真軟件MATLAB對廣義預(yù)測控制應(yīng)用于液位

2、和溫度系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，并對液位系統(tǒng)應(yīng)用廣義預(yù)測控制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 重點(diǎn)考慮輸入非線性系統(tǒng)，包括Hammerstein模型和輸入飽和約束。采用兩步法預(yù)測控制，即將預(yù)測控制問題分解為一基于線性模型的的動態(tài)優(yōu)化問題及一非線性模型的靜態(tài)求根問題。第一步不考慮約束、非線性和不確定性，得到一個期望的中間變量。第二步通過求解非線性代數(shù)方程(組)來處理非線性并通過解飽和來滿足約束。在文獻(xiàn)已有成果基礎(chǔ)上，考慮具有不確定性的兩步法預(yù)測控制器。不確定性