【技术实现步骤摘要】
一种闭环模型预测控制系统的过程模型失配检测方法
本专利技术属于模型预测控制监控领域，更具体地，涉及一种闭环模型预测控制系统的过程模型失配检测方法。
技术介绍
模型预测控制(ModelPredictiveControl，MPC)属于先进控制技术的领域，MPC控制器具有建模简单方便、动态控制效果快、鲁棒性强等特点，它广泛应用于实际的工业过程控制中。近年来，工业过程对MPC的性能要求越来越高，MPC性能监控技术成为了先进控制技术研究中的热点。过程模型不匹配问题是MPC性能退化的一个重要原因，近二十年来，大量学者在检测过程模型不匹配问题的研究中做出了贡献。目前，模型失配检测的方法可以分为四大类：(1)基于鲁棒控制的方法：Badwe等人利用模型不确定性的概念，根据设计敏感函数和相对敏感函数计算了失配影响的边界范围。这种方法保守性较大，且通过范数形式表示，不能反映控制性能变化的方向；(2)基于变量间关系的方法：Stanfelj等通过变量和残差间的相关关系来检测失配与否，它不需要辨识失配的部分。Badwe等又提出用偏相关关...
【技术保护点】
1.一种闭环模型预测控制系统的过程模型失配检测方法，其特征在于，包括：/n基于闭环模型预测控制系统的输入数据和输出数据以及所述控制系统内的各传递函数，计算该控制系统的系统残差值和干扰更新序列；/n计算所述系统残差值和所述干扰更新序列的方差比值，作为控制系统中的实际过程模型的质量指标值，基于该指标值判断是否存在模型失配，若模型失配，则采用子空间辨识法辨识所述控制系统的所有子空间矩阵；/n对状态变量对应的所述子空间矩阵进行奇异值分解，并计算分解得到的最大、最小奇异值的比值，基于该比值及其阈值，判断所述实际过程模型是否失配，完成失配检测。/n
【技术特征摘要】
1.一种闭环模型预测控制系统的过程模型失配检测方法，其特征在于，包括：
基于闭环模型预测控制系统的输入数据和输出数据以及所述控制系统内的各传递函数，计算该控制系统的系统残差值和干扰更新序列；
计算所述系统残差值和所述干扰更新序列的方差比值，作为控制系统中的实际过程模型的质量指标值，基于该指标值判断是否存在模型失配，若模型失配，则采用子空间辨识法辨识所述控制系统的所有子空间矩阵；
对状态变量对应的所述子空间矩阵进行奇异值分解，并计算分解得到的最大、最小奇异值的比值，基于该比值及其阈值，判断所述实际过程模型是否失配，完成失配检测。
2.根据权利要求1所述的一种闭环模型预测控制系统的过程模型失配检测方法，其特征在于，所述输入数据和所述输出数据的采集方法为：
设定所述控制系统的设定输入初始数据并输入所述控制系统；
采集所述实际过程模型的输出初始数据，并基于所述设定输入初始数据计算所述控制系统中的预测过程模型的输出初始数据；
分别对所述设定输入初始数据和两个所述输出初始数据进行中心化处理，得到处理后的输入数据和输出数据。
3.根据权利要求1所述的一种闭环模型预测控制系统的过程模型失配检测方法，其特征在于，所述控制系统的系统残差e(t)表示为：
e(t)＝(Ho)-1[y(t)-Gou(t)]
其中，Ho为所述控制系统中预测过程模型对应的预测过程干扰模型的传递函数，Go为所述预测过程模型的传递函数，y(t)∈Rn为过程输出数据，u(t)∈Rn为过程输入数据，n表示矩阵的维数，t为当前时刻。
4.根据权利要求1所述的一种闭环模型预测控制系统的过程模型失配检测方法，其特征在于，所述干扰更新序列的计算具体为采用正交投影法进行评估得到。
5.根据权利要求4所述的一种闭环模型预测控制系统的过程模型失配检测方法，其特征在于，所述干扰更新序列的计算包括：
分别建立控制系统的系统残差和设定输入数据的扩展矩阵，并构建由两个所述扩...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑英，唐祎，万一鸣，王彦伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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