區(qū)間控制方法總結(jié).doc

_區(qū)間控制方法集總一：設(shè)定區(qū)間的控制策略（期望是設(shè)定值）設(shè)定區(qū)間控制策略 浙江大學 杜樹新 2003年 自動化儀表工業(yè)廢水PH值的智能區(qū)間控制 浙江大學 杜樹新 2004年 儀器儀表學報將設(shè)定區(qū)間的上限、下限作為控制設(shè)定值, 采用常規(guī)控制方法( 如線性控制方法、非線性控制方法、PID)構(gòu)成2個設(shè)定值控制器, 并根據(jù)系統(tǒng)輸出采用就近原則動態(tài)調(diào)度該2個設(shè)定值控制器, 以確保系統(tǒng)輸出在設(shè)定區(qū)間之內(nèi), 達到控制要求。設(shè)定值的切換方式是離誰近就切換到誰。1）基本思想：考慮單輸入單輸出系統(tǒng)，存在反饋誤差和干擾等，系統(tǒng)的輸入為u，輸出為y，期望的輸出區(qū)間為a,b，目的是設(shè)計控制算法u= h(y, t)，采用如下控制策略：為每個設(shè)定值控制器的反饋誤差；并且每個控制作用h都采用PID控制形式：he1,t=kp1e1+ki10te1dt+kd1de1dthe2,t=kp2e2,+ki20te2,dt+kd2de2,dt2）應(yīng)用例子：浙江橫店污水處理廠自動控制系統(tǒng)，PH的設(shè)定區(qū)間為6,8，控制量u0表示加堿，uEZuk=0 當EIEZ上述算法的改進的目的是為了避免最優(yōu)控制作用產(chǎn)生震蕩現(xiàn)象。狀態(tài)空間預測控制算法雖然考慮了非線性因素,但沒有考慮系統(tǒng)狀態(tài)信息而且采用近似線性化模型,控制效果不理想。2、設(shè)定值近似的處理方法加權(quán)（期望是設(shè)定值，目標函數(shù)是輸出與期望）具有區(qū)間控制要求的預測控制算法的研究 浙江大學 周立芳 錢積新 2002年基于軟約束方法的區(qū)間預測控制 浙江大學 徐祖華 趙均 錢積新 2004年 機床與液壓多變量約束預測控制在常壓塔系統(tǒng)中的應(yīng)用 浙江大學 周立芳 錢積新 邵之江 2002年 化工自動化及儀表非線性系統(tǒng)區(qū)間控制多變量約束迭代預測算法 滿紅 邵斌 大連理工大學 2012年通過針對設(shè)定值的三種取法，設(shè)計一種區(qū)間預測控制方法，但是不外乎預測模型、反饋校正、滾動優(yōu)化。第一，預測模型：對于具有n輸入n輸出的系統(tǒng)有：ym,q(k+j/k)=y0,q(k+j/k)+i=1Nl=1jalqiui(k+j-l)uik+d=0 dM i=1,2,nq=1,2,n j=1,2,P其中ym,q(k+j/k)表示第q個輸出在（k+j）時刻的預測值，y0,q(k+j/k)表示第q個輸出在（k+j）時刻的預測初值?；墒噶勘硎緸閅Mk+1=Y0k+1+AU(k)第二，反饋校正：YPk+1=YMk+1+HEk=Y0k+1+AUk+HEk=Y0k+1+AUk Y0k+1是已知的Ek=y1k-ym,1k,ynk-ym,nkTH=diagHi Hi=hi,1 hi,2 hi,P T i=1,2,n 第三，滾動優(yōu)化：（怎么體現(xiàn)出區(qū)間控制？）minJP=YPk+1-YRk+1TQYPk+1-YRk+1+UkTQU(k)s.t. /ui(k+j)/ui,max ui,min ui(k+j)ymax0 yminyc(k+j/k)ymaxymin-yc(k+j/k) yc(k+j/k)(ymax-) 0 ymin+yc(k+j/k)ymax- ymin+-yc(k+j/k) yc(k+j/k)(ymax-)，有Q=(yc(k+j/k)-(ymax-)2如果進入?yún)^(qū)域3而沒有超出則相應(yīng)的QJ中元素稍小些，如果超出區(qū)域3，則Q中元素就會是較大值。2) 如果預測輸出超出了設(shè)定的下限, yc(k+j/k) ymax或yc(k+j/k)ymin，則Q=1即對于區(qū)間被控變量，預測值進入軟約束區(qū)域后，加權(quán)系數(shù)應(yīng)當隨其偏離軟約束值增大而增大。超出區(qū)間邊界值后，其加權(quán)系數(shù)應(yīng)當達到最大。軟約束的例子：區(qū)間控制算法的研究與穩(wěn)定性分析 商富榮例如2階對象令y1=y2=0,u1=u2=0,利用MPC預測工具箱得到仿真曲線如下： 商富榮的論文中液位控制方面的仿真預測控制設(shè)定值無約束的情況： 預測控制有約束的情況： 軟約束的例子：基于軟約束方法的區(qū)間預測控制 浙江大學 徐祖華 趙均 錢積新 2004年 機床與液壓首先驗證一個3乘2階的系統(tǒng)不可能達到三個設(shè)定值輸出全部無靜態(tài)誤差，因為系統(tǒng)的自由度不足，所