多变量双线性广义预测极点配置自校正解耦控制器.pdf

《多变量双线性广义预测极点配置自校正解耦控制器.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、一一第一1一8一卷一一第一一2期一一一一一一一一一一一一一一一计一一一算一一一机一一一仿一一一一真一一一一一一一一一一一一一一一一一2一00一1一年一3一月一一一一多变量双线性广义预测极点配置自校正解耦控制器吴汉生（中国科学技术大学自动化系，230027）胡绍济（合肥国家同步辐射实验室）吴芳华（上海石化工业学校）摘要对一类多变量双线性系统提出了一种基于预测状态空间实现的GPP自校正控制算法。建立了预测状态与模型结构参数和输入输出信息之间的直接关系。给出了含有多个加权矩阵的多变量二次型性能指标，增加了系统设计的自由度。由于加权因子可以根据闭环系统稳定

2、性要求以及系统动态特性、前馈零点增补、输出滤波和跟踪要求分别加以选取，可以保证闭环系统稳定并改善了系统动态特性增强了鲁棒性。仿真结果表明了该算法具有GPP的诸多优点。关键词多变量双线性系统广义预测极点配置GPP递推算法解耦控制闭环系统稳定性中图分类号TP273.2文献标识码AN1引言12Iimsup（I）<（2）N～N】用双线性系统来模拟一些真实系统的动态特性的方法，I=1已经在经济学，工程应用（例如化工，核反应堆中中子的动力式中｛FI｝表示非降子O-代数族。假设A（z-1），B（z-1），学特性等），生物系统和生态学科等领域许多方面以及非线E（z

3、-1），C（z-1）没有左公因子且阶次的上界Ia，I6，I，Ic已性系统的双线性模拟等得到应用。在对多变量双线性系统知，时延Iij已知。C（z-1）一0，IzI＞1。的解耦控制中，采用多步预测输出来扩大信息量，以提高控定义辅助向量<（I）=（pz-1）（yI），（pz-1）=制系统抗各种随机扰动和可测扰动的能力，使系统具有较强diag［p（iz-1）］，p（i0）=1的鲁棒性，从而提高控制品质的报导尚未见到［2］。引入Diophantine方程本文扩展了多变量广义预测极点配置解耦控制功能，将［1］T（z-1）（pz-1）=F（z-1）A（z-1）+

4、D（z-1）G（z-1）（3）其运用于一类多变量双线性系统，从而将线性多变量系统广义预测控制的诸多优点运用到对多变量双线性系统的解这里A（z-1）=AA（z-1）；F（z-1）=diag［F（iz-1）］，F（iz-1）=I-1耦控制。例如，对于既不稳定又非最小相位的多变量双线性ii1+fz-l；系统的解耦控制。并且可以借助线性系统广义预测控制理】ill=1I论来分析多变量双线性自校正解耦控制系统。giG（z-1）=diag［G（iz-1）］，G（iz-1）=】gilz-l；l=02多变量双线性系统GPP自校正解耦控制算法degG（iz-1）=Ma

5、x｛Ia，Ip+II-Iii｝；iii2.1多变量双线性多步预测输出矩阵II考虑如下具有非平稳噪声的双线性MIMO受控模型T（z-1）=diag［T（iz-1）］，T（iz-1）=1+】Iilz-l是噪声l=1A（z-1）（yI）=D（z-1）B（z-1）U（I）+观测器多项式；1＜i＜ID（z-1）E（z-1）（yI）U（I）+C（z-1）（I）/A（1）由方程（1）和（3）得到式中，A（z-1）=diag［A（iz-1）］；A（i0）=1；D（z）<（I）=D（z）<（pI）+D（z）m（I）C（z-1）=diag［C（iz-1）］；C（i0）

6、=1=<（pI+Iii/I）+m（I+Iii）（4）B（z-1）=［B（ijz-1）］；E（z-1）=［E（ijz-1）］；G（z-1）F（z-1）B（z-1）-1-I其中，<（pI+Iii/I）=T（z-1）（yI）+T（z-1）AU（I）+D（z）=diag［zii］，Iii＞1；-1F（z-1）E（z-1）A=（1-z）I；1＜i＜I，（yI），U（I），（I）分别为IT（z-1）（yI）AU（I）时刻系统的I维输出、输入和干扰向量，（I）满足下列假设：F（z-1）C（z-1）E｛（I）/F｝=0，supE（（I）2/F）<，m（I+Iii）

7、=-1（I+Iii）（5）I-1I-1T（z）对A（z-1），B（z-1），E（z-1）和C（z-1）作如下代换［3］收稿日期：1999-11-23V（z-1）=Vj-（1z-1）+z-jV。j-（1z-1）（6）—65—式中：S'=S'+S'z-，-1IVS'=（pz-1）6-aS'，S'=（pz-1）6（15）-1-l+Ei-i00-1-1e-1E1lz，当I1i=1V-（1z）=E1lz；V-（1z）={l=l=0根据（11）（，12）得到0，当>I1（7）R=R-1+rz-，r=（pz-1）e-Eair-i，r0=（pz-1）e0；i=1-

8、1-1-1-1这里，用V（z）分别代表A（z），B（z），E（z）和-1R'=R'-1+r'z-，r'=（pz-1）e-E