一种双层结构鲁棒的预测控制方法技术

本发明专利技术涉及一种双层结构鲁棒的预测控制方法，通过上层稳态目标计算层计算得到最优稳态目标，引入自适应鲁棒参数将最优稳态目标转变为最优稳态区间；下层动态控制层采用区间预测控制器代替传统的定值控制器；以双层结构预测控制器的性能参数作为鲁棒参数优化器的输入，根据控制器性能模糊满意度，在线动态调整鲁棒参数，进而提高双层结构预测控制的鲁棒性。本发明专利技术的鲁棒参数为自适应调整方式，无增加控制器参数的调整个数，控制器整定更为便捷，同时解决了现有双层结构预测控制器为小收益做出大动作导致系统不稳定问题，提高系统鲁棒性。棒性。棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种双层结构鲁棒的预测控制方法


[0001]本专利技术涉及优化控制领域，具体地说是一种双层结构鲁棒的预测控制方法。

技术介绍

[0002]模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)是一种能够处理多变量、约束、纯滞后等问题的控制算法，目前在工业的各个领域中应用广泛。目前工业应用中广泛采用双层结构的MPC，其中上层的稳态目标计算层跟踪来自实时优化层的操作点，或进行自优化；下层为动态优化层，采用模型预测控制器，接收来自上层的稳态目标计算结果，并将其作为目标设定值，通过滚动优化策略实现对该目标值的实时跟踪。
[0003]工业MPC的实施过程包括如下阶段：
[0004]1)效益分析与初步设计；
[0005]2)预测试；
[0006]3)动态响应测试与模型辨识；
[0007]4)控制器离线仿真与参数整定；
[0008]5)控制器投运与培训；
[0009]6)控制器维护。
[0010]其中4)，5)，6)阶段均需要对控制参数进行调整，而参数调整需要专业的预测控制工程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层结构鲁棒的预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：初始化系统参数；步骤S2：稳态目标计算，得到最优稳态目标(y
SS
(k+1)，u
SS
(k))；步骤S3：根据当前时刻的鲁棒参数，确定最优稳态区间；步骤S4：将步骤3中的最优稳态区间作为设定区间，采用区间动态控制方法计算得到当前时刻的控制作用u(k)；步骤S5：实施步骤4计算得到的控制作用u(k)，并采样被控对象的当前运行状态(u
M
(k)，y
M
(k+1))；步骤S6：更新鲁棒参数；步骤S7：更新采样时间，并返回步骤S2。2.根据权利要求1所述的双层结构鲁棒的预测控制方法，其特征在于：在步骤S1中，所述系统参数包括鲁棒参数R
f
、控制时域M、预测时序P。3.根据权利要求1所述的双层结构鲁棒的预测控制方法，其特征在于：在步骤S2中，所述稳态目标计算分为目标跟踪模式和经济最优化模式；当为目标跟踪模式的稳态目标计算，其描述如下：s.t.其中，TT表示目标跟踪(Target Tracking)，y
TT
和u
TT
分别为来自实时优化层的最优输出和输入操作目标；SS表示稳态(Steady
‑
State)，y
SS
(k+1)和u
SS
(k)分别表示稳态输出和稳态输入，Q
SS
、V
SS
为正定的惩罚矩阵；式(1b)为约束条件；u
max
，u
min
和y
max
，y
min
分别为输入变量的上下限约束和输出变量的上下限约束；Δ表示增量；Δe
SS
(k)表示稳态误差修正量；为稳态增益矩阵；当为经济自优化模式的稳态目标计算，其描述如下：s.t.其中，α
T
＝[α
1 α
2 ... α
m
]和β
T
＝[β
1 β
2 ... β
n
]分别表示控制输入稳态变量和被控输出稳态变量的代价系数，即生产过程的成本和效益系数。4.根据权利要求1所述的双层结构鲁棒的预测控制方法，其特征在于：在步骤S3中，所述的最优稳态区间的描述如下：
u
sp，L
＝u
SS
+R
f
(u
min
‑
u
SS
)≤u
M
(k)≤u
ss
+R
f
(u
ma...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪宇，郭娜，魏顶，王明杰，刘忠迅，刘巧燕，耿凡飞，
申请(专利权)人：黄淮学院，
类型：发明
国别省市：