預(yù)測控制中的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化策略
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這一優(yōu)化問題的目標(biāo)規(guī)劃如下
計算結(jié)果控制作用為ul=0．5，u2=-0．0529，u3=-0．104。利用控制作用可以得到輸出的設(shè)定值yl=０、y2=0、y3=0．0076、y4=-0．104。也就是說預(yù)測控制中的設(shè)定值將從這幾個數(shù)據(jù)中產(chǎn)生。這樣的設(shè)定值是合理的，所以預(yù)測控制可以無偏的實現(xiàn)并且保證較快的回復(fù)時間。
為了驗證目標(biāo)規(guī)劃算法，假設(shè)前3個高優(yōu)先級滿足那么這個問題可以用如下的線性規(guī)劃表示
線性規(guī)劃的結(jié)果是-0．104，這也說明了目標(biāo)規(guī)劃的正確性。如果有多余的自由度目標(biāo)規(guī)劃也會把第4優(yōu)化級優(yōu)化到目標(biāo)值，但是現(xiàn)在由于沒有多余的自由度，所以目標(biāo)規(guī)劃就只有使第4優(yōu)化級盡量接近目標(biāo)值。
例2
情況1，當(dāng)ytgt=5，IRV=0，解上述目標(biāo)規(guī)劃可以得到動態(tài)控制的設(shè)定值為y=5；u2=0
情況2，當(dāng)ytgt=10，IRV=0，解上述目標(biāo)規(guī)劃，由于ytgt=10的優(yōu)先級高，所以首先滿足它，然后盡量減少u2的負(fù)偏差，結(jié)果為ul=3，u2=2?？梢缘玫絼討B(tài)控制的設(shè)定值為y=5；u2=2。所謂胖瘦系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變可以通過優(yōu)化層變化控制層的設(shè)定值自然地得到體現(xiàn)。實際上由于沒有自由度，此時的經(jīng)濟(jì)量為自然響應(yīng)。
情況3，當(dāng)ytgt=15，IRV=0，解上述目標(biāo)規(guī)劃，可以得到動態(tài)控制的設(shè)定值為y=12；u2=3。即使自由度用盡也不能夠滿足基本控制目標(biāo)。
情況4，當(dāng)8≤ytgt≤10,IRV=0，經(jīng)計算設(shè)定值為y=8；u2=1。y=8是為了在滿足區(qū)間的同時使經(jīng)濟(jì)目標(biāo)盡量接近IRV。
4 結(jié)論
預(yù)測控制器的動態(tài)控制用于克服擾動保證最佳工作點和在最佳工作點變化后移動工作點，實現(xiàn)了控制器的調(diào)節(jié)特性和伺服特性。預(yù)測控制器的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化則實時的根據(jù)擾動和工況的變化尋找最佳工作點，預(yù)測控制器中的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化可以使預(yù)測控制器克服以前存在的缺點更平穩(wěn)高效的運行。本文首先介紹了預(yù)測控制器的特點和以前所做的工作，最后給出了基于目標(biāo)規(guī)劃理論的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化策略。這種策略克服了傳統(tǒng)預(yù)測控制存在的不足，可在自由度不足時優(yōu)先保證基本控制目標(biāo)，在自由度多余時充分利用自由度提高效益，而且由于采用的線性規(guī)劃理論所以計算量不大。
參考文獻(xiàn)：
［１］肖明波，錢積新．預(yù)測控制中靜態(tài)目標(biāo)的實現(xiàn)［Ｊ］．控制理論與應(yīng)用，14(3)：313－317，1997
［２］Chao-Ming,srikanth Voorakaranam，Babu Joseph．Analysis and Performance of the LP-MPC and QP-MPC Cascade Control System［Ｃ］． Proceedings of the ACC,Philadelphia,Pennsylvania．1998
［３］Grosdidier G.Froisy B．Hammann M.，The IDCOM-M controller．IFAC Modelsbased predictive process control［Ｃ］,1988，31－36
［４］C,L.E.Swartz,An algorithm for hierarchical supervisory control［Ｃ］．computers chem.eng.10(11):1173-1180(1995)
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