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第七章模型预测控制算法
之一~5杨根科上海交通大学自动化系2012年3月
内容提要概述动态矩阵控制动态矩阵控制的进一步讨论模型算法控制应用
思想Z域设计（直接设计）时域设计现代控制理论（基于状态空间）：如最优控制、极点配置等应用航空航天（理想环境）工业过程控制（基于模型预测）：预测控制！石油、化工、发电等先进控制算法
工业过程特点数学模型的非精确性不确定性;随机性、参数时变性;material,energybalancesflowdynamicsphysicalproperties(oftenunknown)thermodynamics多变量系统控制算法的可实施性历史，。。。脉冲响应与阶跃响应；滚动
模型预测控制,动态复杂性Figure:Twoprocessesexhibitingunusualdynamicbehavior.(a)changeinbaselevelduetoastepchangeinfeedratetoadistillationcolumn(分裂蒸馏塔).(b)steamtemperaturechangeduetoswitchingonsootblower(吹灰器)inaboiler.
采用动态矩阵控制的前提假设系统是线性定常稳定的在阶跃输入激励下系统输出在有限个周期内可以到达稳态timey1:temperaturetimeu1:power
基于动态矩阵控制的建模方法DMC是建立在阶跃响应基础上（机理模型！）在阶跃输入激励下系统输出在有限个周期内可以到达稳态timey1:temperaturetimeu1:power从历史数据直接辩识与设计控制系统
模型预测控制,方法ModelPredictiveControl(MPC)–regulatorycontrolsthatuseanexplicitdynamicmodeloftheresponseofprocessvariablestochangesinmanipulatedvariablestocalculatecontrol“moves”.Controlmovesareintendedtoforcetheprocessvariablestofollowapre-specifiedtrajectoryfromthecurrentoperatingpointtothetarget.Basecontrolactiononcurrentmeasurementsandfuture
模型预测控制,优点OptimalcontrollerisbasedonminimizingerrorfromsetpointBasicversionuseslinearmodel,buttherearemanypossiblemodelsCorrectionsforunmeasureddisturbances,modelerrorsareincludedSinglestepandmulti-stepversionsTreatsmultivariablecontrol,Feedforwardcontrol
模型预测控制,优点/特点ProcessesaredifficulttocontrolwithstandardPIDalgorithm–longtimeconstants,substantialtimedelays,inverseresponse,etc.Thereissubstantialdynamicinteractionamongcontrols,i.e.,morethanonemanipulatedvariablehasasignificanteffectonanimportantprocessvariable.Constraints(limits)onprocessvariablesandmanipulatedvariablesareimportantfornormalcontrol.
模型预测控制,优点/特点Time-delaycompensationtechniquespredictprocessoutputonetimedelayahead.Hereweareconcernedwithpredictivecontroltechniquesthatpr
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