基于MPC算法对被控系统进行动态控制的方法、设备和介质技术方案

本公开的实施例涉及基于MPC算法对被控系统进行动态控制的方法、设备和介质。根据该方法，在当前采样时刻，测量被控系统的当前状态数据集合和当前控制输出数据；部分基于当前状态数据集合和当前控制输出数据，使用多个预测模型为被控系统估计下一采样时刻的控制输出数据和状态数据集合；在为被控系统估计了第一预定数目的控制输出数据之后，基于预先设定的损失函数，基于所估计的控制输出数据与目标输出数据之间的差值，为被控系统确定第一预定数目的最优控制输入数据集合；以及使用为所述被控系统估计的最优控制输入数据集合之一执行控制。由此，能够实现对被控系统的全局最优的协同控制，进而达到节能的效果。进而达到节能的效果。进而达到节能的效果。

【技术实现步骤摘要】
基于MPC算法对被控系统进行动态控制的方法、设备和介质


[0001]本公开的实施例总体涉及控制领域，并且更具体地涉及一种基于MPC（Model Predictive Control，模型预测控制）算法对被控系统进行控制的方法、设备和介质。

技术介绍

[0002]目前，被控系统通常会包括多个被控设备，各个被控设备之间往往存在相互耦合的影响，因此对每一被控设备的控制都会影响整个被控系统的控制输出。因此，如何实现对这些被控设备的全局最优的协同控制非常关键。
[0003]例如，这样的被控系统的示例包括压缩空气系统。压缩空气系统通常包括空气压缩站（后面简称为“空压站”），空压站中可包括多个空气压缩机（后面简称为“空压机”），如果针对这些空压机的控制方案不合适，则很容易导致空压站与生产车间的用气供需差异，从而使得各个空压机频繁启停，造成输出的压力和流量产生较大的波动，无法维持在稳定的区间内，进而造成能源的浪费。目前，经常使用单机控制或PLC联控的方法来对空压机进行控制。在单机控制方法中，对每个空压机分开地进行层叠式压力带控制（对于工频空压机）或者P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MPC算法对被控系统进行动态控制的方法，包括：在当前采样时刻，测量被控系统的当前状态数据集合和当前控制输出数据；部分基于所述当前状态数据集合和当前控制输出数据，使用多个预测模型为所述被控系统估计下一采样时刻的控制输出数据和状态数据集合；部分基于第一控制输出数据和第一状态数据集合，使用所述多个预测模型为所述被控系统估计下下采样时刻的控制输出数据和状态数据集合；在为所述被控系统估计了第一预定数目的控制输出数据之后，基于预先设定的损失函数，基于所估计的控制输出数据与目标输出数据之间的差值，为所述被控系统确定第一预定数目的最优控制输入数据集合，所确定的最优控制输入数据集合使所述损失函数最小化；以及使用为所述被控系统估计的最优控制输入数据集合之一，对所述被控系统的被控对象进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个预测模型中的每一预测模型的模型参数是通过以下操作确定的：基于随机游走算法，生成新的控制输入数据集合；测量所述被控系统在所述新的控制输入数据集合控制下的状态数据集合、控制输出数据和负载数据；基于所测量的状态数据集合、控制输出数据和负载数据以及所述新的控制输入数据集合，使用递归最小二乘法为每一预测模型确定新的模型参数，每一预测模型的初始模型参数是以随机方式确定的；以及重复前面的操作，直到满足预定的更新停止条件为止，以便得到每一预测模型的最终模型参数。3.根据权利要求2所述的方法，其中基于随机游走算法，生成新的控制输入数据集合包括：对于当前控制输入数据集合中的每一控制输入数据，确定该控制输入数据与相应的调整值之间的和值；如果所确定的和值在相应的最小控制输入数据和最大控制输入数据之间，则确定相应的新的控制输入数据为所述所确定的和值；如果所述所确定的和值小于相应的最小控制输入数据，则确定该相应的新的控制输入数据为该最小控制输入数据；以及如果所述所确定的和值大于相应的最大控制输入数据，则确定该相应的新的控制输入数据为该最大控制输入数据。4.根据权利要求3所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周子叶，沈国辉，陈欢，
申请(专利权)人：蘑菇物联技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：