The present invention relates to an unknown under the disturbance of uncertain systems with time delay dependent robust constrained predictive control method comprises the following steps: the establishment of state space model with uncertain time-delay systems, step two: construct the model into extended uncertain state space model, step three: controller design, the extended model based on step four: the gain form to solve the controller of linear matrix inequalities. The invention has the advantages that the extended uncertain state space model to design the controller in time delay conditions, can ensure that the controller output error state and separate regulation system, the regulation provides more degrees of freedom; given the new conservative and has smaller and simpler the extended model controller gain delay LMI based on the form of dependent stability condition to solve the system, reduces the controller's conservatism; the introduction of H infinity performance index in the controller design, overcome any bounded disturbance, reduce the control cost.
【技术实现步骤摘要】
未知干扰下不确定性系统时滞依赖鲁棒约束预测控制方法
本专利技术属于工业过程的先进控制领域,具体涉及一种未知干扰下不确定性系统时滞依赖鲁棒约束预测控制方法。
技术介绍
随着现代工业的快速发展,工业产品社会需求量日益增加,自动控制系统规模逐渐扩大、复杂性日益增加,但对产品质量和系统性能的要求日益严格,这势必要求生产设备运行在“卡边”条件下。为此,如何既能保障系统可靠性和安全性又能提高系统的性能是一个开放性的问题。在实际工业过程中,大多数过程尤其是石油化工过程具有不确定性和时变时滞,并且受输入输出约束和外界干扰的影响。这些因素可能会导致系统性能恶化甚至使系统不稳定。为此,研究一种针对工业过程具有不确定性、未知干扰、状态时变时滞和输入输出约束的先进控制方法是非常必要的。以往的技术或方法采用将时滞扩展到模型中,把有时滞的问题转化为无时滞的问题,但这种方法较大的扩大了模型维数,从而增加了计算量。另外也有直接采用具有时滞的模型,但需要引进一些松弛变量,增加了一定的保守性。目前针对工业过程具有不确定性、未知干扰、状态时变时滞和输入输出约束等特性,现有的技术和方法所的设计的控制器具有较高的计算量和一定的保守性,这势必会增加控制系统的计算负担和降低系统的性能,尤其针对具有成千上万个控制回路的石油化工行业。因此,为了实现提高产品质量、增加产品收率、降低能源消耗和提升经济效益等目标要求,迫切需要提出一种新的先进控制方法来保证系统高效平稳运行。
技术实现思路
本专利技术正是针对具有不确定性、未知干扰、状态时变时滞和输入输出约束的被控对象,提出了具有未知干扰的不确定性系统的时滞依赖鲁棒约 ...
【技术保护点】
未知干扰下不确定性系统时滞依赖鲁棒约束预测控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:建立具有不确定时滞系统的状态空间模型,
【技术特征摘要】
1.未知干扰下不确定性系统时滞依赖鲁棒约束预测控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:建立具有不确定时滞系统的状态空间模型,式中,w(k)是表示在离散k时刻的系统状态、输入、输出和未知外界干扰,d(k)是依赖于离散k时刻的时变时滞,满足:dm≤d(k)≤dM(2)式中,dM和dm分别是时滞的上界和下界,A(k)=A+Δa(k),Ad(k)=Ad+Δd(k),B(k)=B+Δb(k),A,Ad,B和C是相应维数的常数矩阵,并且Δa(k),Δd(k)和Δb(k)是在离散k时刻的不确定摄动,可以表示为:[Δa(k)Δd(k)Δb(k)]=NΔ(k)[HHdHb](3)且ΔT(k)Δ(k)≤I;式中,N,H,Hd和Hb是相应维数的已知常数矩阵,Δ(k)是依赖于离散时间k的不确定摄动;步骤二:将构建的时滞状态空间模型转化为扩展时滞不确定状态空间模型,在方程(1)左右两边分别乘以后移算子Δ,为:式中,Δ=1-q-1,定义设定值为c(k),则跟踪误差可以表示为:e(k)=y(k)-c(k)(5)综合方程(4)和(5),得通过结合跟踪误差和增量的状态变量,新扩展的具有不确定性、未知干扰、状态时变时滞的状态空间模型可以表示为:式中,步骤三:设计基于上述扩展模型的控制器,式中,是本发明方法所求的控制器增益,则方程(8)可以转化为:式中,该发明方法将系统(1)转化为扩展的模型(9),利用该模型来设计系统的控制器,基于上述扩展模型(9),系统优化可以描述为如下min-max优化问题:式中,和分别是系统跟踪误差和控制输入相应维数的加权矩阵...
【专利技术属性】
技术研发人员:施惠元,李平,苏成利,郭颖,曹江涛,
申请(专利权)人:辽宁石油化工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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